автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Принципы и механизмы самоорганизации в системах автоматизированного управления

На правах рукописи

Дергачева Ирина Владимировна

ПРИНЦИПЫ И МЕХАНИЗМЫ САМООРГАНИЗАЦИИ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ

Специальность 05.13.06 — «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (на транспорте)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону - 2006 г.

Работа выполнена на кафедре «Информатика» в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения».

Научный руководитель , — доктор технических наук, профессор

Лябах Николай Николаевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Горелова Галина Викторовна — кандидат технических наук, доцент Долгий Игорь Давидович

Ведущая организация — Российский государственный открытый

технический университет путей сообщения (РГОТУПС).

Защита состоится 2006 г. в конференц-зале на

заседании диссертационного совета К 218.010.01 при Ростовском государственном университете путей сообщения по адресу: 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового полка народного ополчения, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУПСа.

Автореферат разослан «_//_»

(МОЛА 2006 г.

Отзывы на автореферат, в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового полка народного ополчения, 2, РГУПС, диссертационный совет.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент , г Бутакова М.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Рост масштабов работ по компьютеризации технологического производства и интегрированного управления, как сетью технологических процессов, так и работой железнодорожного транспорта в целом, приводит к необходимости повышения эффективности, надежности и живучести АСУ на этапах их разработки, внедрения и эксплуатации.

Большая и сложная система (такая как железнодорожный транспорт), характеризующаяся разнообразием возможных состояний, должна обладать свойством самоорганизации, иначе она становится трудно обозримой и плохо управляемой. Следует отметить, что АСУ железнодорожного транспорта не имеет единого проектировщика, который бы воплотил свой замысел в единую, взаимосвязанную и слаженно работающую систему. Существующая система возникла эволюционным путем в процессе постепенного объединения более простых систем. Необходимо принять общую научную концепцию для разработки новых и интеграции существующих АСУ в единую систему сбора, обработки данных и оперативного управления. В качестве такой научной основы целесообразно выбрать теорию самоорганизующихся систем.

При разработке современных АСУ также необходимо уделять должное внимание человеческому фактору. В настоящее время отсутствуют исследования, рассматривающие взаимоотношения человека и техники с позиций самоорганизации, позволяющие проанализировать возможные трудности и пути их преодоления при внедрении и эксплуатации АСУ.

Все вышесказанное обуславливает актуальность исследования причин возникновения самоорганизации и возможности их использования для решения вышеперечисленных проблем.

Степень разработанности проблемы. Вопросам, определяющим тему исследования, посвящена обширная научная и методическая литература. Теоретическую основу диссертационной работы составляют фундаментальные исследования отечественных и зарубежных авторов в области самоорганизации и искусственного интеллекта: С. Бира, В. И. Варшавского, Н. Винера, Г. В. Гореловой, А.Г. Ивахненко, Ю.Л. Климонтовича, С.М. Ковалева,

A.A. Колесникова, В.М. Курейчика, И. Пригожина, Дж. Саридиса, В.М. Сая, Г. Хакена, У.Р. Эшби.

Наиболее существенные результаты в области методологии и технологии управления транспортными системами получили: В.И. Апатцев, JI.A. Баранов,

B.А. Буянов, A.B. Горелик, П.С. Грунтов, В.Н. Иванченко, В.Е, Павлов, Г.С. Ратин, Е.А. Сотников, Е.М. Тишкии, Н.М. Фонарев, В.И. Шелухин, A.B. Шилейко и др.

Значительный вклад в создание и развитие теории и практики средств железнодорожной автоматики внесли известные ученые: К. А. Бочков,

A.M. Брылеев, И.Е. Дмитренко, И.Д. Долгий, В.Е. Ефимов, Ю.А. Кравцов,

B.М. Лисенков, И.М. Кокурин, P.A. Косилов, A.C. Переборов, A.M. Дудниченко, Е.М. Шафит.

Ряд исследований, проведенных в работе, опирался на труды А.Н. Гуды, H.H. Лябаха, А. И. Орлова, Е.М. Ульяницкого и др.

Вместе с тем, в настоящее время не существует единого мнения относительно того, что понимается под самоорганизацией в организационно-технологических системах железнодорожного транспорта и каковы причины ее возникновения. Управление на основе самоорганизации не нашло еще своего широкого применения на практике. В частности, недостаточно рассмотрены вышеописанные вопросы применительно к управлению железнодорожным транспортом, что и определило цель и задачи диссертационного исследования.

Целью диссертационной работы является развитие новых подходов к решению задач в области автоматизации управления сложными системами, включая системы на железнодорожном транспорте, на основе механизмов самоорганизации и адаптации.

В соответствии с данной целью были поставлены следующие теоретические и практические задачи исследования.

1. Выбор математического аппарата исследования самоорганизующихся систем: построение признакового пространства взаимодействия элементов системы, расчет меры близости.

2. Поиск моделей, описывающих процессы группового взаимодействия в сложных организационно-технических системах, предназначенный для исследования механизмов возникновения и развития самоорганизации с целью совершенствования методов и алгоритмов управления.

3. Разработка методов оптимизации структуры АСУ на основе моделей партнерского взаимодействия составляющих их элементов и пространств.

4. Реализация разработанных алгоритмов в виде комплекса объектно-ориентированных программ, моделирующих организационно-технологические системы железнодорожного транспорта. Анализ результатов исследования.

5. Применение результатов теоретических и экспериментальных исследований для решения ряда практических задач в области автоматизации управления сложными системами с целью обоснования практической пригодности предлагаемых методов и алгоритмов.

Объектом исследования данной диссертационной работы являются процессы в сложных организационно-технологических объектах железнодорожного транспорта и их автоматизированных системах управления, отличающихся:

- недостаточной формализуемостью;

- сложной структурой связей и отношений;

- наличием неизвестных и трудноучитываемых факторов;

- многокритериальностью функционирования;

- нестационарностью процессов, происходящих в системе.

Примерами объектов, соответствующих вышеуказанным условиям, являются: единая автоматизированная система управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ); комплекс горочный микропроцессорный (КГМ), входящий в состав системы автоматизированного управления сортировочным

процессом (КСАУ СП); а также высшие учебные заведения, подготавливающие кадры для работы в железнодорожной отрасли, в частности РГУПС.

Предмет исследования — методы моделирования трудно формализуемых технологических процессов в сложных организационно-технических системах и методы автоматизации управления данными процессами на основе механизмов самоорганизации и адаптации.

Работа выполнена в рамках паспорта специальности 05.13.06 — «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (на транспорте)» по следующим областям исследования:

3. Методология, научные основы и формализованные методы построения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) и производствами (АСУП), а также технической подготовкой производства (АСТПП) и т. д.

13. Теоретические основы и прикладные методы анализа и повышения эффективности, надежности и живучести АСУ на этапах их разработки, внедрения и эксплуатации.

Методы исследования основываются на применении теории нечетких множеств, методов экспертных оценок, теории устойчивости и адаптации (С. Бира), имитационного моделирования, компьютерных экспериментов с моделями.

В качестве инструментально-методического аппарата были использованы визуальная среда программирования Delphi 7.О., пакет прикладных математических программ Mathcad 2001 Professional, редактор электронных таблиц Microsoft Excel 2002.

Информационно-эмпирическая база исследования. При проведении диссертационного исследования автором использованы сведения и данные из монографий и статей отечественных и зарубежных исследователей, материалы научно-практических конференций по тематике «синергетика и самоорганизация», информационные ресурсы Интранета ОАО «РЖД» и Интернета, техническая документация к проектам департамента автоматики и телемеханики ОАО «РЖД».

Основные положения и результаты, выносимые на защиту.

1. Разработан новый класс планетарных моделей, описывающих процессы группового взаимодействия в сложных организационно-технических системах, предназначенный для исследования механизмов возникновения и развития самоорганизации с целью совершенствования методов и алгоритмов управления.

2. Предложен метод оптимизации структуры АСУ на основе «полевой» модели партнерского взаимодействия составляющих ее элементов и пространств.

3. Разработана методика управления процессами интеграции АСУЖТ, в основу которой заложены принципы организационной кибернетики С. Бира.

4. В работе предложена автоматизированная система управления качеством учебного процесса транспортного вуза, базирующаяся на моделировании внутригрупповых взаимоотношений с целью формирования у участников за-

данного поведения посредством их обучения наиболее успешной для себя тактики и достижения эффекта взаимного приспособления.

Научная новизна работы заключается в развитии теории и методов автоматизации управления сложными технологическими процессами в условиях априорной неопределенности и изменчивости свойств исследуемых объектов на основе использования нового класса моделей, воспроизводящих механизмы принятия решений в естественных системах:

- новый метод оптимизации структур автоматизированных систем управления на основе моделей партнерского взаимодействия составляющих их элементов и пространств;

- новый класс планетарных моделей, описывающих процессы группового взаимодействия в сложных организационно-технических системах, предназначенный для исследования механизмов возникновения и развития самоорганизации с целью совершенствования методов и алгоритмов управления;

- методы управления процессами интеграции специализированных информационных систем, включая АСУЖТ и АСУ вуза, в единую систему в условиях многокритериальное™ и наличия множества «НЕ-факторов».

Теоретическая и практическая значимость диссертационного исследования обусловлена возможностью использования его результатов при разработке новых классов автоматизированных информационно-управляющих систем, основанных на принципах функционирования естественных систем управления и предназначенных для автоматизации управления плохо формализуемыми объектами, свойства которых априори недостаточно известны или изменяются в процессе функционирования.

В работе получены следующие практические результаты:

- разработан комплекс имитационных, диагностирующих программ, моделирующих процессы самоорганизации в исследуемых системах;

- предложена схема интеграции АСУЖТ в единую систему сбора, обработки данных и оперативного управления железнодорожным транспортом;

- в ходе исследования системы автоматизированного управления сортировочным процессом выявлен вариант комплектации микропроцессорного горочного комплекса, отвечающий требованиям «жизнеспособности», с позиций организационной кибернетики С. Бира;

- проанализирован возможный конфликт человек-техника при внедрении КГМ, выделен наиболее приемлемый с этой точки зрения вариант комплектации комплекса, обоснована возможность оптимизации количества персонала, ответственного за процессы расформирования составов в ручном режиме;

- путем исследования информационных и управляющих потоков разработан механизм самоорганизации учебного процесса транспортного вуза, являющий собой теоретическую основу для создания автоматизированной системы управления качеством учебного процесса;

- в рамках процесса интеграции информационных систем высших учебных заведений железнодорожной направленности и АСУЖТ и в целях повышения качества обучения специалистов железнодорожного транспорта предложен

способ включения в состав АСУ учебным заведением (АСУ УЗ), в частности РГУПСа, подсистемы управления качеством учебного процесса.

Достоверность полученных результатов исследования подтверждается имитационным моделированием, апробацией на научных семинарах и конференциях, результатами внедрения научных исследований и рядом публикаций.

Апробация н внедрение результатов исследования. Основные положения и научные результаты работы докладывались на Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт 2004» (г. Ростов-на-Дону, 2004 г.), на VI Международной Петрозаводской конференции «Вероятностные методы в дискретной математике» (г. Петрозаводск, 2004 г.), на Всероссийской научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава (г. Ростов-на-Дону, 2005 г.), на VI Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (г. Сочи, 2005 г.), на Международной научно-практической Интернет-конференции «Преподаватель высшей школы в XXI веке» (г. Ростов-на-Дону, 2006 г.). Результаты диссертационной работы были подтверждены грантом РГУПСа (2006 г.), свидетельством об отраслевой регистрации разработки в «Отраслевом фонде алгоритмов и программ» (2006 г.).

Материалы диссертации использовались автором при участии в программе фундаментальных и поисковых НИР за 2004 год по теме № 770/15 «Автоматизация железнодорожных комплексов (сортировочных станций): проблемы моделирования и управления».

Результаты диссертации были внедрены:

1. При разработке рекомендаций по совершенствованию деятельности системы автоматизированного управления сортировочным процессом.

2. В рамках совершенствования разрабатываемой в Ростовском филиале ВНИИАСа подсистемы поддержки принятия решений для оперативно-диспетчерского и эксплуатационного персонала автоматизированной сортировочной горки (СППР КДК СУ), входящей в состав комплексной системы автоматизированного управления сортировочным процессом (КСАУ СП).

3. При подготовке вышеназванных отчетов НИР РГУПСа.

4. В учебном процессе университета.

Акты о внедрении прилагаются.

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ общим объемом 5 печатных листов, лично автором 3,75 печатных листа. Список печатных работ включает 10 печатных работ без соавторов, 6 статей и 5 тезисов докладов на конференциях (из них в центральной печати 7), 1 методическое указание, свидетельство об отраслевой регистрации разработки в Отраслевом фонде алгоритмов и программ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 15 параграфов, объединенных в четыре главы, заключения, списка использованной литературы, содержащего 140 наименований библиографических источников, и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и основные задачи научных исследований, отмечена практическая ценность полученных новых научных результатов. Приведена структура изложения материала в диссертационной работе. Содержатся сведения об апробации и опубликовании основных положений работы.

В первой главе дана характеристика объекта исследования и рассмотрены основные проблемы функционирования АСУЖТ в качестве единой системы управления железнодорожным транспортом. Предлагается совершенствование категориального аппарата исследования явлений самоорганизации и адаптация его к решению проблем транспортной отрасли. В частности, предлагается использование термина «самоорганизация» в его расширенном понимании, а исходная система определений дополняет его в качестве частных случаев, отражающих личное видение проблемы, индивидуальный опыт исследователей. Общей идеей основных направлений развития теории самоорганизации (адаптивного и революционного) является суждение о самоорганизации, как о формировании самосогласованных, кооперативных процессов в системах различной природы, порождаемых взаимосвязью противоборствующих сил, имеющих на систему неспецифическое воздействие и приводящих в итоге к самоструктурированию системы. В работе аргументируется выбор адаптивного подхода в качестве научной основы для создания автоматизированных систем управления. Также обосновано использование в качестве структуры АСУЖТ — пятиуровневой самоорганизующейся схемы управления железнодорожным транспортом.

Во второй главе рассмотрены методы исследования структур взаимодействующих объектов и схем их функционирования на примере планетарной модели, модели взаимодействия «собственных пространств» элементов системы и «полевой» модели взаимодействия.

Задача управления системой на основе планетарной модели заключается в возможности предсказывать поведение экономических субъектов, входящих в состав ОАО «РЖД» и выделенных из его состава предприятиями, что позволит вырабатывать управленческие воздействия, направленные на поддержание системы в заданном функциональном режиме путем создания компенсирующих механизмов или ухода от возмущающих факторов.

Очевидно, что для создания планетарной структуры необходимо задать функцию притяжения и функцию отталкивания или «разброса» элементов. В свете вышесказанного предлагаются две модели, описывающие динамический процесс возникновения планетарной структуры взаимодействия объектов железнодорожного транспорта.

Для описания процессов самоорганизации используются физические понятия, а именно, в качестве одной из причин возникновения самоорганизации выделены понятия начальной и гравитационной скоростей объекта (рис. 1).

Орбита — это путь (Д£) объекта в фазовом пространстве, зависящий от масс объектов-партнеров по взаимодействию, от расстояния между ними, а также от стратегии поведения объекта (направления его вектора скорости).

3 . -Н^

ис и £

1* < и0

• 4

Рис. 1. Расчет направлений векторов скоростей объектов = +

где Д? — промежуток времени, за который рассчитывается перемещение; и„ — скорость в начальный момент времени промежутка А{; а — результирующее гравитационное (центростремительное) ускорение, равное геометрической сумме ускорений, возникающих у данного объекта под действием сил экономического притяжения:

-

где йу — характеризует изменение степени заинтересованности объекта железнодорожного транспорта в сотрудничестве с]-ш партнером; к — количество объектов-партнеров; тП]• — масса у-го объекта-партнера; Яу — расстояние между объектом и его_/"-м партнером;

X — постоянная, характеризующая проницаемость среды («политическая атмосфера», законодательная и налоговая ситуации, скорость передачи данных и т.д.).

При дальнейших вычислениях за начальную скорость текущего временного отрезка Д/„ примем результирующую скорость объекта на конец предыдущего временного периода:

£/(Д'„-1)=)+С^К-1).

где 11а — результирующая гравитационная скорость, приобретенная объектом за предыдущий временной промежуток благодаря влиянию других элементов системы, равная:

иС{&„- 1) = «(Л'„-1)Л'п-1-

Для осуществления задуманной стратегии объекту железнодорожного транспорта необходимо обладать ресурсом независимости, отвечающим следующим соотношениям:

Устойчивое сотрудничество: Тенденция к слиянию: Выход из под

контроля партнера:

где М— масса неподвижного ядра, вокруг которого вращается более мелкий объект, представляющая собой выгоды и возможности, которые желает и может получить объект в процессе взаимодействия с ядром:

М = У-р,

где V — устойчивая доля от общего объема всех ресурсов (сырьевых, финансовых, информационных, интеллектуальных), которая может быть направлена в сторону объекта-партнера по взаимодействию;

р — коэффициент устойчивости, характеризующий степень надежности и стабильности ядра;

Я — сложность реализации связи между объектами железнодорожного транспорта, характеризующуюся «-мерным вектором, включающим в себя, например, затраты (финансовые, временные, моральные и другие) исходного объекта на получение им необходимых ресурсов от рассматриваемого партнера.

В данном разделе также разрабатывается альтернативная модель, основанная на эффекте взаимодействия «собственных» пространств ее элементов. Для данной модели в качестве противоборствующих сил выделены силы притяжения и отталкивания, образуемые самими объектами.

На рис. 2 условно изображены две функции принадлежности одного из объектов системы. В случае, если //,(*) определяет отталкивающий эффект, а функция /л2{х), — притягиваю-хЛ ХВ щий, то устойчивое сотрудниче-

1'ис- ство между рассматриваемым

объектом и его партнером будет достигнуто при помещении партнера в точку хА или хв, х - вектор, характеризующий «расстояние» между объектами.

Функции принадлежностей элементов системы задаются соотношениями:

/V*) = си-«Ф(-Си'((*./ -°>,)2 где /=1,5; у =1,5; iФj•,k = 1,2; Сг,>С2> — условие устойчивого равновесия;

Сц, Сг,- — коэффициенты, характеризующие соответственно «отталкивание» и «притяжение» объектов;

а,- и Ь{ — начальное положение г-го объекта на координатной плоскости х10х2, для которого рассчитываются функции ци и (г21 > х1) и х2] — положение партнера по взаимодействию.

Сущность алгоритма имитационного моделирования, обеспечивающего учет взаимодействия сил притяжения и отталкивания, определяется следующими этапами:

1. Устанавливаются пороговые значения А1р и А1р нечувствительности, определяемые точностью измерения переменных, соответственно х, и х2.

2. Для каждого объекта определяется совокупность всех действующих на него сил и их равнодействующая (Ад:,, и Лх2,).

3. Отслеживается процесс прекращения перемещения точек. Находится точка с максимальным перемещением по одной из координат (Д, = max Ах,; и

Д2 = max Дх2,)-i

4. Если это перемещение меньше порогового значения (Д, <А1р и Д2 < Д2р)> то считается, что все точки прекратили свое движение (рис. 3). Если предыдущее условие не выполняется, следует изменить координаты точек Хц и x2j на Д*1;- и Ах2i соответственно и возвратиться к п. 2.

Применение данной модели будет способствовать выявлению причин нежелательного поведения объектов железнодорожного транспорта с точки зрения субъекта управления, нахождению оптимальных условий для их эффективной работы и оптимизации структуры взаимоотношений рассматриваемых элементов.

Координаты начального положения объектов в системе

Координаты конечного положения объектов в системе

О

4 2 1

Х2 А

О

4

Н—I—I—н>

Рис. 3. Результат работы имитационного алгоритма

Далее предложена модификация рассмотренной модели, позволяющая выбрать оптимальный вариант комплектации АСУЖТ с точки зрения эксплуатирующего персонала.

На рис. 4 в виде пронумерованных окружностей-источников силовых линий представлены возможные варианты комплектации АСУЖТ. Для каждого варианта вычисляется «порождаемая» им степень «удовлетворенности» исследуемого персонала (имеющее положительный или отрицательный знак). Каждый переход к последующему варианту (модернизация) влечет за собой опре-

деленные финансовые затраты, связанные не только с установкой нового оборудования и программного обеспечения, но и с переобучением эксплуатирующего персонала. Модель учитывает эти параметры при расчете «расстояния» между вариантами АСУ.

Z F =0.8926 X) F =0.335 £ F =0.703

Х-Р =0,237 =-1,097 Х/5 =-0,703

Рис. 4. Реакция персонала на поэтапный процесс внедрения АСУ

Рассмотрим основные этапы моделирования взаимоотношений человека и АСУЖТ.

1. Определение состава и очередности внедрения возможных вариантов комплектации АСУЖТ.

2. Выявление факторов, входящих в состав сил «притяжения» и «отталкивания», воздействующих на работника исследуемой специальности при эксплуатации им рассматриваемых вариантов комплектации АСУЖТ.

3. Определение сил «отталкивания» (//0) и сил «притяжения» (jUn) на основе категориального аппарата теории нечетких множеств.

4. Определение уровня удовлетворенности персонала каждым из рассматриваемых этапов автоматизации:

FH = fJn~ ¡Л (сила источника).

5. Расчет результирующей силы всей рассматриваемой системы, воздействующей на человека в точке его текущего положения (р), с учетом зависимости величин сил источников от расстояния до объекта воздействия:

р-1 рИ 4 р.и _ Р-1/Г.И „ 4 р.и

<=1 ip /=/>+1 Kip 1=1 Л/р /=р+1 Л-ip

где — «желательность перехода» в направлении, отражающем повышение р

степени автоматизации рабочего процесса; — «желательность перехода» в

обратном направлении; FiH - сила /-го источника;

Rjp — расстояние от г'-го источника силы до текущей позиции объекта:

RiP = k-\Mr~MPr ;

И я ~ функции принадлежности нечеткому множеству «высокая сложность обучения работе» при различных вариантах комплектации АСУ; К~ поправочный коэффициент.

б. Выбор оптимального варианта комплектации АСУ (/«^ <0 и

-0)- При ^ > 0 и Рр > 0 - движение будет осуществляться в сторону с большим значением «желательности перехода».

В третьей главе приведено описание комплекса компьютерных программ, позволяющего осуществить вычислительный эксперимент по исследованию предложенных механизмов самоорганизации. Выявлены некоторые закономерности и сделаны соответствующие выводы о границах применения исследуемых моделей.

«Полевая» модель выбора оптимального варианта комплектации АСУЖТ (рис. 5) позволяет увидеть решение проблемы нежелательного поведения своих элементов не только в изменении таких параметров, как уровень оплаты труда, загруженность персонала и сложность обучения работе с каждым из вариантов АСУ (менять значения которых в реальной жизни бывает затруднительно). Исследования показали, что на поведение элементов важное влияние оказывает выбор среди возможных модификаций автоматизированной системы управления ее начального варианта внедрения, а также определение последовательности модернизации системы (очередности внедрений ее последующих вариантов комплектации). Данную модель можно использовать не только при сравнении различных вариантов комплектации одной и той же АСУ, но и при сравнении нескольких однотипных АСУ, для выбора оптимального варианта с учетом пожеланий персонала, который будет в дальнейшем эксплуатировать внедряемую систему.

1 - готова

0,8927 0.3341 0.7026 ■

1 -0,8891 2 -0.2847 0.2354 3 0.1972 4 0.8838

Рис. 5. Реакция горочных операторов на поэтапный процесс внедрения КГМ

Задачей управления на основе планетарной модели (рис. 6) является достижение заданного устойчивого состояния, т. е. возникновение компромисса сил, который и определяет устойчивость планетарной системы.

Точки Настройки Один шаг Автомат Статистика Масштаб

\

*

* \

Рис. 6. Моделирование планетарной структуры из четырех объектов

Компьютерный эксперимент показал, что устойчивая планетарная система может образоваться в случае, если элементы, вращающиеся вокруг ядра (или центра масс системы), отстоят друг от друга на достаточном расстоянии, чтобы влияние их масс не вносило возмущение в устоявшиеся орбиты этих предприятий. Если мы исследуем систему, элементы которой имеют равноценные массы, далеко не точечные в сравнении с расстояниями между ними, то для описания взаимодействий в такой системе более подойдет модель, основанная на реакции «собственных пространств» ее элементов (рис. 7).

, В процессе моделирования удалось обнаружить, что элементы пытаются создать устойчивые структуры (аттракторы), чья геометрия зависит от количества объектов, а максимальное число объектов равновесной системы зависит от зонности среды (количества разрешенных позиций).

Рис. 7. Примеры наиболее часто встречаемых «кольцеобразных» фигур

В четвертой главе исследуемые объекты рассматриваются с точки зрения управления на основе самоорганизации с применением кибернетических методов управления сложной системой, предложенных С. Биром.

На рис. 8 осуществлена попытка представить будущую обобщенную схему взаимодействия АСУ железнодорожного транспорта в качестве пятиуровневой иерархической самоорганизующейся системы. На рис. 9 проанализирован один из вариантов комплектации КГМ в составе АСУ сортировочного процесса (АСУ СП) на предмет его «жизнеспособности», с позиций организационной кибернетики С. Бира.

ФУНКЦИИ:

Экстренное управление ТПС (ЕКС: КЛУБ-У, САУТ, ТСКБМ);

Мониторинг опасных грузов

(СМОГ);

Своевременное проведение ТОиТР

Соблюдение режима труда и отдыха, мониторинг здоровья персонала («Диакомс», АРМ ТЧБ и др.);

Система 5 -

Государственные федеральные органы

(разработка нормативной и эксплуатационной документации)

Руководство ОАО «РЖД»

(разработка корпоративных стандартов)

Система 4 ■

СППР

Аналитическая система МАСУБД

Система 3

АРМ ОСА

(МАСУ БД)

Статистика (центральные базы данных): по безопасности движения; задержке поездов, предупреждения, отказы и повреждения пути и сооружений, нарушения технологии, нормативная информация и т.д._

• Система 1

АСУЖТ:

АСОУП, ГИД СИРИУС, АСУСС, АСУВОП, ОКДБ, ОКДЛ, ДИСПАРК, ДИСТПС и др.

АСУ хозяйств: АСУТ, АСУД АСУ-Ш, АСУЭ, АСУМ и др.

Рис. 8. Пятиуровневая иерархическая обобщенная схема взаимодействия АСУ железнодорожного транспорта

Рис. 9. Пятиуровневая иерархическая система автоматизированного управления сортировочным процессом

Основу самоорганизации исследуемых систем составляют потоки информации, проходящие через системы второго и третьего уровней управления. Информация общего технологического назначения передается по симпатическому, а информация по обеспечению безопасности — по парасимпатическому каналам связи. Высший уровень автономного управления (система 3), управляет на основании сигналов из симпатического канала цепями парасимпатической информации, что обеспечивает баланс, требуемый для достижения устойчивого внутреннего состояния системы. При нормальных условиях работа автономной системы не требует внимания высших уровней управления. Основная цель «вмешательства» заключается в изменении технологии перевозочного процесса, нормативной документации, корректировке запланированного графика работ по техническому обслуживанию и ремонту (ТО и Р) на основании анализа статистической информации, накапливаемой в системе 3-го уровня. Для выявления основных тенденций и закономерностей и корректировки управляющих воздействий высшего руководства предназначена система 4-го уровня, отслеживающая те отступления от нормативов, которые наоборот привели к повышению экономических показателей, улучшили поездную ситуацию, так как более точно учитывали оперативную обстановку. Она также корректирует запланированный график работ по ТО и Р, увязывая его с реальной картиной работоспособности конкретных устройств. Наличие такой обратной связи является главным условием возникновения самоорганизации в системе, то есть возможности постоянного переобучения и подстройки к новым условиям.

На основе анализа вариантов комплектации горочного комплекса установлено, что КГМ будет соответствовать требованиям пятиуровневой самоорганизующейся системы управления С. Бира только при условии своей полной комплектации - ГАЦ МН, АРС-УУПТ и КДК СУ ГАЦ (включающий в себя СППР КДК СУ). Данный вариант является оптимальным, что подтверждается исследованиями на основе «полевой» модели отношения рабочего персонала к степени автоматизации процесса производства.

В исследовании учитывались интересы горочных операторов, электромехаников и персонала ручного режима расформирования составов (башмачники). Под степенью автоматизации понимается один из четырех вариантов комплектации КГМ:

1) только ГАЦ МН;

2) ГАЦ МН и АРС-УУПТ;

3) ГАЦ МН, АРС-УУПТ и КДК СУ ГАЦ в объеме диагностирования и протоколирования работы оперативно-диспетчерского персонала, устройств УВК, а также напольного и постового оборудования ГАЦ МН и АРС-УУПТ, включая диагностику замедлителей;

4) полный комплекс - ГАЦ МН, АРС-УУПТ и КДК СУ ГАЦ (включающий в себя СППР КДК СУ).

Рисунки 4, 5 показывают состояние системы (четырех вариантов комплектации КГМ) относительно горочных операторов (ДО). Рисунки 10, 11 показывает состояние системы относительно электромехаников (ШН) и персонала ручною режима расформирования состава.

Р =0,0866

^з Л

=0,7396

=0.8642

— Гз Л К, Г3 Л /Ъ

-ОД08Лг"

рГ^^ург р""V0'04!/^

/г» " V. 0,898

=-0,041

=-1,822

=-0,8642

Рис. 10. Реакция электромехаников на поэтапный процесс внедрения КГМ Исходя из полученных результатов (см. рис. 5, 10, 11), можно сделать следующие выводы. Для горочных операторов и электромехаников наиболее «желанными» являются третий и четвертый (включающий в себя систему поддержки принятия решений) этапы внедрения КГМ. При этом прослеживается явная тенденция перехода к полному варианту комплектации, имеющему максимальный уровень «удовлетворенности». Причем, если степень «удовлетворенности» горочных операторов возрастает с каждым этапом внедрения проекта, то электромеханики изначально ощутят на себе снижение «удовлетворенности» (второй вариант комплектации), объясняемое, вероятно, увеличением объема работ при недостаточном компенсировании этого процесса заработной платой. И лишь уже на третьем этапе осознают те выгоды, которые принесет им этот проект.

Модель - готово

0.0133

ш

1

0.0000

2

0.0173

3

0.0428

0.0213

4

-0.0468

0.1063

Рис. 11. Реакция персонала ручного режима расформирования составов на поэтапный процесс внедрения КГМ

Для персонала ручного режима наиболее высокую степень «удовлетворенности» содержит в себе третий вариант комплектации КГМ. Однако у работников этих специальностей явно прослеживается нежелание переходить на вышеописанную стадию внедрения проекта. Это объясняется тем, что еще на

втором этапе, персонал начинает ощущать, что в результате внедрения всего комплекса произойдет исключение данных работников из общего процесса.

Высокая сложность организационно-технологических процессов на железнодорожном транспорте, внедрение компьютерных технологий требуют высоко квалифицированных рабочих кадров. В свете этой проблемы на первое место выходит качество обучения персонала в учебных заведениях железнодорожного профиля, к которым относится РГУПС.

В настоящий момент ведется разработка информационно-аналитической системы формирования кадрового потенциала, входящая в состав АСУ УЗ РГУПСа. Данная система позволяет оценить качество образовательной деятельности учебного заведения на основании востребованности выпускников предприятиями железнодорожного транспорта. Очевидно, что необходимо не только оценивать качество, но и управлять им, что представляется возможным путем включения в состав АСУ УЗ подсистемы управления качеством учебного процесса.

На рис. 12 звездочкой (*) отмечены отсутствующие в настоящий момент в АСУ УЗ подсистемы и функции, необходимые для внедрения в ее состав АСУ качества учебного процесса (АСУ КУП). В диссертационной работе приведено подробное описание представленных на рисунке информационных потоков и правил, заложенных в базу знаний АСУ КУП.

Разрабатываемая АСУ, основанная на принципах самоорганизации и теории игр, призвана регистрировать и анализировать основные показатели учебного процесса, и, в случае их отклонения от нормы, формировать сигнал к проведению тех или иных корректирующих мероприятий. В ее задачи входит создание предпосылок для обучения участников учебного процесса выгодной для себя тактике поведения, приводящей в итоге к выигрышу для всей системы, а также выявление нежелательных элементов. Проектирование АСУ КУП должно вестись на базе уже существующей в РГУПСе автоматизированной системы управления учебным заведением, состав и объем которой создает благоприятные условия для добавления к ней разрабатываемой подсистемы.

... АРМ Управления персоналом ПОДСИСТЕМЫ:

— «Контингент сотрудников» «Контингент учащихся»

АРМ УМУ ПОДСИСТЕМЫ: ~ок"

- «Формирование учебных ¡планов специальностей»

- «Формирование рабочих ¡учебных планов специальностей»

- «Расчет учебной нагрузки на кафедры»

«Расписание»

АРМ УМС*

«Информационно-аналитическая система формирования кадрового потенциала»

АРМ Кафедры ПОДСИСТЕМА

«Распределение и учет учебной нагрузки на ППС кафедры»

— АРМ Деканата

ПОДСИСТЕМЫ:

— «Сессия»

— «Учет текущей посещаемости занятий»

— АРМ Бухгалтерии --■«

ПОДСИСТЕМА

«Стипендия»

АРМ Ректората

ПОДСИСТЕМА

«Ректорат/ЦКАДР

___(Портал руководителя)»

... АРМ Управления персоналом ПОДСИСТЕМЫ:

— «Контингент сотрудников»

— «Контингент учащихся»

АРМ УМУ.....

ПОДСИСТЕМЫ: -ОК'

— «.Расписание»____________

АРМ УМС* «Информационно-аналитическая система формирования кадрового потенциала»

— АРМ Кафедры —;

ПОДСИСТЕМЫ: \

—«Расписание» !

— «Форм, рабочих уч. планов» ! «Контингент сотрудников» !

--- АРМ Деканата

ПОДСИСТЕМЫ: \

- «Сессия» ;

— «Расписание» !

--- АРМ Бухгалтерии —;

ПОДСИСТЕМЫ: \

- «Стипендия» •

- «Учет труда и его оплата» !

СИС —J

«Справочно- :

информационная система» \

Ручной режим ввода информации в БД

Выходная информация

Рис. 12. Схема взаимодействия АСУ КУП, в составе АСУ УЗ РГУПСа, с БД

В приложениях представлены акты о практическом использовании результатов диссертационной работы и тексты разработанных имитационных программ.

В заключении приводятся основные выводы по результатам выполненных исследований.

1. Усовершенствован категориальный аппарат исследования с целью адаптации его к решению проблем железнодорожного транспорта.

2. Предложено в качестве научной основы для создания общей схемы управления железнодорожным транспортом,и при проектировании отдельных АСУ, входящих в ее состав, выбрать теорию самоорганизующихся систем, а именно адаптивный подход к пониманию явлений самоорганизации. Показано, что в качестве структуры управления целесообразно использовать самоорганизующуюся пятиуровневую схему управления С. Вира.

3. Разработаны диагностирующие модели (планетарная модель и модель взаимодействия «собственных пространств» объектов железнодорожного транспорта), позволяющие исследовать динамику развития процесса самоорганизации корпорации «Российские железные дороги». Применение данных моделей будет способствовать выявлению причин нежелательного поведения элементов системы с точки зрения субъекта управления, нахождению оптимальных условий для их эффективной работы и оптимизации структуры взаимоотношений рассматриваемых элементов.

4. Разработана процедура определения оптимальной структуры исследуемой АСУЖТ путем моделирования отношений между персоналом и вариантами комплектации АСУ на основе модифицированной «полевой» модели взаимодействия пространств, образуемых элементами данной системы, позволяющая: спрогнозировать и выявить природу конфликта между человеком и автоматизированной системой управления; проанализировать возможные трудности и пути их преодоления при внедрении АСУ; выбрать оптимальный вариант ее комплектации.

5. Разработан комплекс имитационных, диагностирующих программ, моделирующих процессы самоорганизации в исследуемых системах на основе эффектов взаимодействия противоборствующих сил, имеющих на систему неспецифическое воздействие.

6. Путем исследования информационных и управляющих потоков разработан механизм самоорганизации учебного процесса транспортного вуза, являющий собой теоретическую основу для создания автоматизированной системы управления качеством учебного процесса.

7. В рамках процесса интеграции информационных систем высших учебных заведений железнодорожной направленности и АСУЖТ, в целях повышения качества обучения специалистов, предложен способ включения в состав АСУ УЗ РГУПСа подсистемы управления качеством учебного процесса.

Основные результаты, полученные автором и нашедшие отражение в диссертации, опубликованы в следующих работах:

1. Дергачева И.В. Самоорганизующаяся пятиуровневая схема взаимодействия автоматизированных систем управления железнодорожного транспорта // Вестник РГУПС. - 2005 - № 4. - С. 55-58.

2. Дергачева И.В. Исследование «жизнеспособности» системы автоматизированного управления сортировочным комплексом с позиций теории самоорганизации на основе кибернетических методов управления сложной системой // Вестник РГУПС. - 2005 - № 2. - С. 43-50.

3. Дергачева И.В. Выбор оптимального варианта комплектации АСУ на основе методов самоорганизации путем моделирования отношения персонала к степени автоматизации рабочего процесса // Обозрение прикладной и промышленной математики. - М: Изд-во «ТВиП», т. 12, вып. 4, 2005.-С. 946.

4. Дергачева И.В. Особенности разработки систем автоматизации управления качеством учебного процесса в транспортном вузе // Тр. Междунар. науч. конф. «Преподаватель высшей школы в XXI веке». — Ростов н/Д: РГУПС, 2006 г. - С. 309-311.

5. Дергачева И.В. Управление сортировочным комплексом с позиций теории самоорганизации на основе кибернетических методов управления сложной системой // Тр. Всерос. науч.-практ. конф. профессорско-преподавательского состава — Ростов н/Д: РГУПС, 2005, ч.1. — С. 91-92.

6. Дергачева И.В. Развитие теории самоорганизации на основе планетарной модели // Обозрение прикладной и промышленной математики. — М: Изд-во «ТВиП», т. 11, вып. 3, 2004. - С. 632.

7. Лябах Н. Н., Дергачева И. В. Самоорганизация в управляющих системах // Делопроизводство и информационное обеспечение управления: Меж-вуз. сб. науч. тр. — Ростов н/Д: Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2004. — С. 167-171 (лично автором 0,1 п. л.).

8. Дергачева И.В. Исследование модели внутрифирменной организации // Вестник РГУПС. - 2004 - №1. - С.58-60.

9. Дергачева И.В., Шабельников А.Н. Применение теории самоорганизации и средств имитационного эксперимента для моделирования структурно-функциональных преобразований отрасли: Методические указания / Дер-

гачева И.В., Шабельников А.Н. - Ростов и/Д: Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2004. - 40 с. (лично автором 1,5 п. л.).

Ю.Дергачева И.В. Исследование рынка труда с позиций самоорганизации // Тр. Всерос. науч.-практ. конф. «Транспорт 2004». — Ростов н/Д: РГУПС, 2004 г. - С.37-38.

Н.Дергачева И.В. Исследование информационных и управляющих потоков и разработка механизмов самоорганизации учебного процесса // Всстник РГУПС. - 2004 - №2. - С. 71-81.

12. АйшаеваЗ.О., Дергачева И.В., ЛябахА.Н. Структурная самоорганизация фирмы // Вестник РГУПС. - 2003 - №3. - С.74-76 (лично автором 0,09 п. л.).

13. Дергачева И.В. Программа определения оптимального варианта комплектации автоматизированной системы управления с точки зрения эксплуатирующего персонала /И.В. Дергачева. — Отрасл. фонд алгоритмов и программ. - Per. №50200600603. - 2006.

ВВЕДЕНИЕ.

1. НЕОБХОДИМОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕХАНИЗМОВ САМООРГАНИЗАЦИИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ АСУ СЛОЖНЫХ ОБЪЕКТОВ.

1.1. Управление железнодорожным транспортом.

1.1.1. Проблемы функционирования АСУЖТ в качестве единой системы управления железнодорожным транспортом.

1.1.2. Обоснование необходимости создания АСУ КУП, как важного элемента повышения качества обучения трудовых ресурсов.

1.2. Анализ существующих подходов к управлению сложной системой на основе самоорганизации.

1.2.1. Роль синергетики в общей теории систем.

1.2.2. Самоорганизация в управляющих системах.

1.2.3. Представление об объекте управления как о живом организме. Кибернетический подход к исследованию процессов самоорганизации.

1.2.4. Выбор теоретической основы для создания и интеграции АСУ

1.3. Выводы.

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУР И ПРОЦЕССОВ САМООРГАНИЗАЦИИ.

2.1. Моделирование взаимодействия элементов системы железнодорожного транспорта на основе теории нечетких множеств.

2.1.1. Моделирование поведения хозяйствующих субъектов на основе эффектов взаимодействия их «собственных пространств».

2.1.2. «Полевая» модель взаимоотношений человека и АСУ.

2.2. Планетарная модель преобразования экономической структуры отрасли.

2.2.1. Теоретические аспекты построения планетарной структуры.

2.2.2. Планетарные структуры на железнодорожном транспорте.

2.2.3. Развитие планетарной модели управления.

2.3. Построение признакового пространства взаимодействия хозяйствующих субъектов.

2.4. Выводы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДЛОЖЕННЫХ МЕХАНИЗМОВ САМООРГАНИЗАЦИИ В ХОДЕ ИМИТАЦИОННОГО ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСА ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПРОГРАММ

3.1. Компьютерное моделирование планетарной структуры.

3.2. Компьютерное моделирование взаимодействия объектов на основе реакции их «собственных пространств».

3.3. Компьютерное моделирование взаимоотношений: человек и АСУ.

3.4. Выводы.

4. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ САМООРГАНИЗАЦИИ В ОРГАНИЗАЦИОННЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТАХ.

4.1. Самоорганизация - единая теоретико-методологическая основа обеспечения «жизнеспособности» АСУЖТ.

4.1.1. Система первого уровня управления.

4.1.2. Симпатический канал управления.

4.1.3. Система третьего уровня управления.

4.1.4. Парасимпатический канал управления.

4.1.5. Система четвертого уровня управления.

4.1.6. Система пятого уровня управления.

4.2. Исследование «жизнеспособности» системы автоматизированного управления сортировочным процессом.

4.2.1. Область применения и краткое описание комплексной системы автоматизированного управления сортировочным процессом.

4.2.2. Пятиуровневая иерархическая система автоматизированного управления сортировочным процессом.

4.2.3. Исследование отношения персонала, участвующего в расформировании составов, к степени автоматизации этого процесса.

4.2.4. Технико-экономическая эффективность внедрения КГМ.

4.3. АСУ транспортного ВУЗа - необходимая составляющая АСУ железнодорожного транспорта.

4.3.1. Повышение качества обучения трудовых ресурсов - важная задача развития экономики железнодорожного транспорта.

4.3.2. Пятиуровневая схема информационных и управляющих потоков учебного процесса.

4.3.3. Взгляд на организацию управления учебным процессом с точки зрения теории игр Н. Винера.

4.3.4. Движущие силы самоорганизации учебного процесса.

4.3.5. Автоматизированная система управления качеством учебного процесса (АСУ КУП), как одна из подсистем АСУ УЗ РГУПС

4.4. Выводы.

Актуальность темы исследования. Современный этап развития экономики России, ее регионов и отраслей характеризуется переходом на новые принципы хозяйствования, призванные обеспечить экономическую безопасность страны и ее устойчивый экономический рост. Железнодорожная отрасль не является в этом ряду исключением. Ранее существовавшие, жестко регламентированные организационные структуры не обеспечивали создание рационально и целесообразно функционирующих систем. Они не отражали способностей системы приспосабливаться к изменяющимся условиям среды. Вместе с тем новые, отработанные схемы создания систем, их функционирования (хозяйствования и управления) в отрасли не сформировались. Поиск средств и методов, способствующих обоснованному принятию оптимальных решений по реформированию отрасли, продолжается. Эти механизмы, очевидно, будут актуальны и в будущем, так как парадигма рыночного развития хозяйства по определению предполагает постоянный поиск эффективных решений.

Одна из базовых стратегий, которая может быть основополагающей для создания качественно иных, нетрадиционных структур управления -управление на основе самоорганизации. Уже существует ряд исследований в данном направлении, включающих в себя: разработку планетарной модели преобразования экономической структуры отрасли; моделирование самоорганизующейся схемы функционирования предприятия и др.

Рост масштабов работ по компьютеризации технологического производства и интегрированного управления, как сетью технологических процессов, так и работой железнодорожного транспорта в целом, приводит к необходимости повышения эффективности, надежности и живучести АСУ на этапах их разработки, внедрения и эксплуатации. Если мы хотим понять и использовать в автоматизированных системах управления принципы жизнеспособности, лучше всего в качестве модели исследования выбрать системы, известные как жизнеспособные и самоорганизующиеся.

При разработке современных АСУЖТ также необходимо уделять должное внимание человеческой составляющей этих систем. В настоящее время отсутствуют исследования, рассматривающие взаимоотношения человека и техники с позиций самоорганизации, позволяющие: спрогнозировать и выявить природу конфликта между человеком и автоматизированной системой управления; проанализировать возможные трудности и пути их преодоления при внедрении АСУ; исследовать отношение персонала, участвующего в организационно-технологических процессах, к степени автоматизации этих процессов; выбрать оптимальный вариант комплектации АСУ.

Все вышесказанное обуславливает необходимость научно обоснованного подхода к решению указанных проблем и доказывает актуальность исследования причин возникновения самоорганизации и возможности их использования для решения вышеперечисленных проблем.

Степень разработанности проблемы. Вопросам, определяющим тему исследования, посвящена обширная научная и методическая литература. Теоретическую основу диссертационной работы составляют фундаментальные исследования отечественных и зарубежных авторов в области самоорганизации и искусственного интеллекта С. Вира, В. И. Варшавского, Н. Винера, Г. В. Гореловой, А.Г. Ивахненко, Ю.Л. Климонтовича, С.М. Ковалева,

A.А. Колесникова, В.М. Курейчика, И. Пригожина, Дж. Саридиса, В.М. Сайя, Г. Хакена, У.Р. Эшби.

Наиболее существенные результаты в области методологии и технологии управления транспортными системами получили В.И. Апатцев, JI.A. Баранов, В.А. Буянов, А.В. Горелик, П.С. Грунтов, В.Н. Иванченко,

B.Е. Павлов, Г.С. Ратин, Е.А. Сотников, Е.М. Тишкин, Н.М. Фонарев, В.И. Шелухин, А.В. Шилейко и др.

Значительный вклад в создание и развитие теории и практики средств железнодорожной автоматики внесли известные ученые: К.А. Бочков,

A.M. Брылев, И.Е. Дмитриенко, И.Д. Долгий, В.Е. Ефимов, Ю.А. Кравцов,

B.М. Лисенков, И.М. Кокурин, Р.А. Косилов, А.С. Переборов, A.M. Дудниченко, Е.М. Шафит.

Ряд, проведенных в работе, исследований опирался на труды Г.И. Белявского, А.Н. Гуды, Н.Н. Лябаха, А. И. Орлова, Е.М. Ульяницкого и др.

В исследованиях Г. Хакена, основоположника синергетики, затронуты проблемы поиска общих закономерностей развития сложных систем, способных к самоорганизации. Работы Ю.Л. Климонтовича, И. Пригожина, А.П. Руденко, И. Стенгерса посвящены изучению упорядоченных структур, спонтанно возникающих в диссипативных средах при значительном отклонении от равновесия. Вопросы, относящиеся к теории катастроф, являются областью интересов И.А. Евина и А.И. Яблонского. Труды Д. Годановой и Ф. Чизека посвящены изучению процессов биологической эволюции и рассматриваются ими как саморегулирующиеся и самоорганизующиеся процессы. Исследования В.М. Курейчика внесли большой вклад в развитие эволюционных, синергетических и гомеостатических стратегий. Областью его интересов являются искусственный интеллект, генетические алгоритмы и эволюционное программирование. Предметом исследования В. Эбелинга являются физические основы спонтанного формирования структуры в молекулярной системе. Работы У.Р. Эшби посвящены гомеостатическим системам, в частности медицинской гомеостатике и искусственному интеллекту. Примером самоорганизующегося управления, которое изменяется по мере накопления информации и применяется с целью улучшения качества работы системы, являются работы Дж. Саридиса в области адаптивного управления в системах с неполной априорной информацией об управляемом процессе. Областью интересов А.А. Колесникова является управление техническими системами на основе самоорганизации, заключающееся в дооснащении таких систем регуляторами, которые становятся частью самих систем и позволяют приводить систему в нужные для субъекта управления состояния. Исследования А.Г. Ивахненко и И.А. Мюллера посвящены вопросам самоорганизующегося моделирования. В частности разработке самоорганизующихся алгоритмов создания моделей для целей долгосрочного прогнозирования и идентификации объектов. Труды В.М. Сайя посвящены управлению железнодорожной отраслью, в частности описанию взаимодействия ее предприятий на основе планетарной модели. Интерес представляют работы В.А. Лефевра на тему теоретико-игрового подхода исследования конфликтных ситуаций и рефлексивного управления. Н. Винер писал о взаимоотношениях машины с живым существом, о самообучающихся и организующихся системах, управление которыми должно осуществляться в форме игры с определенными правилами и критерием эффективности, в качестве которого выступает конечный выигрыш, достигаемый в соответствии с этими правилами. Огромную роль в написании данной диссертационной работы сыграли труды С. Вира и В. И. Варшавского, основу исследований которых составляют кибернетические методы управления в экономико-социальных и технических системах. Проводимая ими аналогия между искусственным миром и миром живой природы породила новые принципы, отличные от обычных схем управления. Интересны работы Варшавского в области децентрализованного управления, когда сложные процессы в системе развиваются не за счет централизованных воздействий, а за счет локальных взаимодействий ее элементов.

В данной диссертационной работе использовалась литература, посвященная методам математического моделирования. Эти вопросы (касающиеся диссертационного исследования) рассмотрены в трудах и монографиях А.Н. Гуды, Г.И. Белявского, Л.С. Берштейна.

Затронутые в данной диссертационной работе вопросы, относящиеся к области проксемики-теории, описывающей эффекты взаимодействия пространств, образуемых индивидами и их сообществами, представлены в трудах Э. Холла, Дж. Фаста. Однако, в указанных работах отсутствует математический аппарат, позволяющий учесть и описать эффекты взаимодействия индивидов и рассматривается лишь система понятий, а также актуализируется собственно проблема исследования.

Вместе с тем в настоящее время не существует единого мнения относительно того, что понимается под самоорганизацией в организационно-технологических системах железнодорожного транспорта и каковы причины ее возникновения. Управление на основе самоорганизации не нашло еще своего широкого применения на практике. В частности недостаточно рассмотрены вышеописанные вопросы применительно к управлению железнодорожным транспортом, что и определило цель и задачи диссертационного исследования.

Целью диссертационной работы является развитие новых подходов к решению задач в области автоматизации управления сложными системами, включая системы на железнодорожном транспорте, на основе механизмов самоорганизации и адаптации.

В соответствии с данной целью были поставлены следующие теоретические и практические задачи исследования.

1. Выбор математического аппарата исследования самоорганизующихся систем: построение признакового пространства взаимодействия элементов системы, расчет меры близости.

2. Поиск моделей, описывающих процессы группового взаимодействия в сложных организационно-технических системах, предназначенный для исследования механизмов возникновения и развития самоорганизации с целью совершенствования методов и алгоритмов управления.

3. Разработка методов оптимизации структуры АСУ на основе моделей партнерского взаимодействия составляющих их элементов и пространств.

4. Реализация разработанных алгоритмов в виде комплекса объектно-ориентированных программ, моделирующих организациойно-технологические системы железнодорожного транспорта. Анализ результатов исследования.

5. Применение результатов теоретических и экспериментальных исследований для решения ряда практических задач в области автоматизации управления сложными системами с целью обоснования практической пригодности предлагаемых методов и алгоритмов.

Объектом исследования данной диссертационной работы являются процессы в сложных организационно-технологических объектах ж. д. транспорта и их автоматизированных системах управления, отличающихся:

- недостаточной формализуемостью;

- сложной структурой связей и отношений;

- наличием неизвестных и трудноучитываемых факторов;

- многокритериалыюстью функционирования;

- нестационарностью процессов, происходящих в системе.

Примерами объектов, соответствующих вышеуказанным условиям, являются технико-технологические комплексы транспортного конвейера страны, а также коллективы предприятий, сами эти предприятия, формирующие организм отрасли, а также сами отрасли, составляющие экономику страны в целом. В частности объектами исследования являются: единая автоматизированная система управления ж. д. транспортом; комплекс горочный микропроцессорный (КГМ), входящий в состав системы автоматизированного управления сортировочным процессом (КСАУ СП), предназначенный для автоматизации управления технологическими процессами расформирования составов на сортировочных горках различной мощности и степени механизации; а также высшие учебные заведения (ВУЗы), подготавливающие кадры для работы в железнодорожной отрасли, в частности РГУПС.

Предмет исследования - методы моделирования трудно формализуемых технологических процессов в сложных организационно-технических системах и методы автоматизации управления данными процессами на основе механизмов самоорганизации и адаптации.

Работа выполнена в рамках паспорта специальности 05.13.06. - «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (на транспорте)» по следующим областям исследования:

3. Методология, научные основы и формализованные методы построения автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) и производствами (АСУП), а также технической подготовкой производства (АСТПП) и т. д.

13. Теоретические основы и прикладные методы анализа и повышения эффективности, надежности и живучести АСУ на этапах их разработки, внедрения и эксплуатации.

Методы исследования основываются на применении теории нечетких множеств, методов экспертных оценок, теории устойчивости и адаптации (С. Бира), имитационного моделирования, компьютерных экспериментов с моделями.

В качестве инструментально-методического аппарата были использованы визуальная среда программирования Delphi 7.0., пакет прикладных математических программ Mathcad 2001 Professional, редактор электронных таблиц Microsoft Excel 2002.

Информационно-эмпирическая база исследования. При проведении диссертационного исследования автором использованы сведения и данные из монографий и статей отечественных и зарубежных исследователей, материалов научно-практических конференций по тематике синергетика и самоорганизация, информационные ресурсы Интранет ОАО «РЖД» и Интернет, техническая документация к проектам департамента автоматики и телемеханики ОАО «РЖД»: «Комплекс горочный микропроцессорный», «Горочная автоматическая централизация микропроцессорная с ведением накопления вагонов в сортировочном парке (ГАЦ МН)», «Разработка программно-аппаратного модуля УУПТ плавного управления тормозными средствами», а также «Внедрение системы поддержки принятия решений для повышения надежности и безопасности функционирования средств ЖАТ на автоматизированных сортировочных горках» и др.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту.

1. Разработан новый класс планетарных моделей, описывающих процессы группового взаимодействия в сложных организационно-технических системах, предназначенный для исследования механизмов возникновения и развития самоорганизации с целью совершенствования методов и алгоритмов управления.

2. Предложен метод оптимизации структуры АСУ на основе «полевой» модели партнерского взаимодействия составляющих ее элементов и пространств.

3. Разработана методика управления процессами интеграции АСУЖТ, в основу которой заложены принципы организационной кибернетики С. Вира.

4. В работе предложена автоматизированная система управления качеством учебного процесса транспортного ВУЗа, базирующаяся на моделировании внутригрупповых взаимоотношений в целях формирования у участников заданного поведения, посредством их обучения наиболее успешной для себя тактики, и достижения эффекта взаимного приспособления.

Научная новизна работы заключается в развитии теории и методов автоматизации управления сложными технологическими процессами в условиях априорной неопределенности и изменчивости свойств исследуемых объектов на основе использования нового класса моделей, воспроизводящих механизмы принятия решений в естественных системах:

- новый метод оптимизации структур автоматизированных систем управления на основе моделей партнерского взаимодействия составляющих их элементов и пространств;

- новый класс планетарных моделей, описывающих процессы группового взаимодействия в сложных организационно-технических системах, предназначенный для исследования механизмов возникновения и развития самоорганизации с целью совершенствования методов и алгоритмов управления;

- методы управления процессами интеграции специализированных информационных систем, включая АСУ ЖТ и АСУ ВУЗа, в единую систему в условиях многокритериальное™ и наличия множества «НЕ-факторов».

Теоретическая и практическая значимость диссертационного исследования обусловлена возможностью использования его результатов при разработке новых классов автоматизированных информационно-управляющих систем, основанных на принципах функционирования естественных систем управления и предназначенных для автоматизации управления плохо формализуемыми объектами, свойства которых априори недостаточно известны или изменяются в процессе функционирования.

В работе получены следующие практические результаты:

- разработан комплекс имитационных, диагностирующих программ, моделирующих процессы самоорганизации в исследуемых системах;

- предложена схема интеграции АСУЖТ в единую систему сбора, обработки данных и оперативного управления ж. д. транспортом;

- в ходе исследования системы автоматизированного управления сортировочным процессом выявлен вариант комплектации микропроцессорного горочного комплекса, отвечающий требованиям «жизнеспособности», с позиций организационной кибернетики С. Вира;

- проанализирован возможный конфликт человек-техника при внедрении КГМ, выделен наиболее приемлемый с этой точки зрения вариант комплектации комплекса, обоснована возможность оптимизации количества персонала, ответственного за процессы расформирования составов в ручном режиме;

- путем исследования информационных и управляющих потоков разработан механизм самоорганизации учебного процесса транспортного ВУЗа, являющий собой теоретическую основу для создания автоматизированной системы управления качеством учебного процесса;

- в рамках процесса интеграции информационных систем высших учебных заведений железнодорожной направленности и АСУЖТ, в целях повышения качества обучения специалистов железнодорожного транспорта, предложен способ включения в состав АСУ УЗ РГУПС подсистемы управления качеством учебного процесса.

Достоверность полученных результатов исследования подтверждается имитационным моделированием, апробацией на научных семинарах и конференциях, результатами внедрения научных исследований и рядом публикаций.

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения и научные результаты работы докладывались на Всероссийской научно-практической конференции «Транспорт 2004» (г. Ростов-на-Дону, 2004 г.), на шестой международной Петрозаводской конференции «Вероятностные методы в дискретной математике» (г. Петрозаводск, 2004 г.), на Всероссийской научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава (г. Ростов-на-Дону, 2005 г.), на шестом Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (г. Сочи, 2005г.), на Международной научно-практической Интернет-конференции «Преподаватель высшей школы в XXI веке» (г. Ростов-на-Дону, 2006 г.). Результаты диссертационной работы были одобрены грантом РГУПС (2006г.), свидетельством об отраслевой регистрации разработки в «Отраслевом фонде алгоритмов и программ» (2006г.).

Материалы диссертации использовались автором при его участии в программе фундаментальных и поисковых НИР за 2004 год по теме № 770/15 «Автоматизация железнодорожных комплексов (сортировочных станций): проблемы моделирования и управления».

Результаты диссертации были внедрены в следующем.

1. При разработке рекомендаций по совершенствованию деятельности системы автоматизированного управления сортировочным процессом (КСАУ СП).

2. В рамках совершенствования, разрабатываемой в Ростовском филиале ВНИИАС, подсистемы поддержки принятия решений для оперативно-диспетчерского и эксплуатационного персонала автоматизированной сортировочной горки (СППР КДК СУ), входящей в состав КСАУ СП.

3. При подготовке вышеназванных отчетов НИР РГУПС.

4. В учебном процессе университета.

Акты о внедрении прилагаются.

Публикации. По результатам диссертационной работы опубликовано 13 печатных работ общим объемом 5 печатных листов, лично автором 3,75 печатных листа. Список печатных работ включает 10 печатных работ без соавторов, 6 статей и 5 тезисов докладов на конференциях (из них в центральной печати 7), 1 методическое указание, свидетельство об отраслевой регистрации разработки в Отраслевом фонде алгоритмов и программ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 15 параграфов, объединенных в четыре главы, заключения, списка использованной литературы и приложения. Список литературы содержит 140 наименований библиографических источников.

4.4. Выводы

1. Произведена адаптация самоорганизующейся пятиуровневой схемы управления С. Вира под специфику работы железнодорожного транспорта. Предложено ее использование в качестве теоретической основы процесса интеграции АСУЖТ в единую автоматизированную систему сбора, обработки данных и оперативного управления ж. д. т.

2. На основе анализа вариантов комплектации горочного комплекса установлено, что КГМ будет соответствовать требованиям пятиуровневой самоорганизующейся системе управления С. Вира только при условии своей полной комплектации - ГАЦ МН, АРС-УУПТ и КДК СУ ГАЦ (включающий в себя

СППР КДК СУ). Данный вариант является оптимальным, что подтверждается исследованиями на основе «полевой» модели отношения рабочего персонала к степени автоматизации процесса производства (вариантам комплектации КГМ).

3. В целях повышения эффективности труда, посредством материального стимулирования и справедливого распределения заработной платы персонала, участвующего в процессе расформирования составов, в подсистеме интеллектуального анализа предложено реализовать функцию определения процентной «ценности» работников, обладающей методикой обработки экспертных данных, производящей приемлемый дележ выработанной продукции.

4. Предложено рассматривать управление учебным процессом ВУЗа как игру по разработанным правилам, направленным на формирование у участников заданного поведения посредством их обучения наиболее успешной для себя тактике и достижения эффекта взаимного приспособления.

5. В целях минимизации влияния субъективного человеческого фактора в процессе выработки управляющих решений о поощрении и наказании субъектов, участвующих в учебном процессе, предложено создание АСУ КУП, проектирование которой должно вестись на базе уже существующей АСУ УЗ РГУПС, чей состав и объем создает благоприятные условия для добавления разрабатываемой подсистемы.

7. При внедрении АСУ КУП необходимо предусмотреть переходный период от существующей системы отношений к новым методам поощрения и наказания, целью которого будет обучение участников учебного процесса «новым правилам игры». Переходный период также должен быть использован для корректировки правил и критериев эффективности (настройки системы). В этот период необходим особый регламент воздействия на студенческо-преподавательский состав, поощряющий достоверность информации и не допускающий классических мер наказания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ автоматизированных систем управления движения поездов выявил процесс их интеграции в единую автоматизированную систему сбора, обработки данных и оперативного управления ж. д. т. В качестве научной основы для создания этой системы и обеспечения ее устойчивой и эффективной работы целесообразно выбрать теорию самоорганизующихся систем, а именно адаптивный подход к пониманию явлений самоорганизации. В качестве структуры управления предложено использовать самоорганизующуюся пятиуровневую схему управления С. Вира. Вышеизложенный научный метод должен быть применен как при создании общей схемы управления железнодорожным транспортом, так и при проектировании отдельных АСУ, входящих в ее состав.

Авторское суждение о самоорганизации, как о формировании самосогласованных, кооперативных процессов в системах различной природы, порождаемых взаимосвязью противоборствующих сил, имеющих на систему неспецифическое воздействие и приводящих в итоге к самоструктурированию системы, является основой всех методов управления, предложенных в данной диссертационной работе.

Разработанную модель поведения элементов сложной системы (например, предприятий железнодорожной отрасли) на основе эффектов взаимодействия их «собственных пространств», а также планетарную модель взаимодействия можно использовать в качестве диагностирующих, позволяющих прогнозировать динамику развития процесса самоорганизации. Использование предложенных методик прогнозирования процессов внутренней эволюции корпорации «Российские железные дороги», а также развития взаимоотношений между ОАО «РЖД» и выделенными из ее состава предприятиями даст возможность выявить причины нежелательного поведения элементов системы с точки зрения субъекта управления, найти оптимальные условия для их эффективной работы и оптимизировать структуру взаимоотношений рассматриваемых элементов, а также будет способствовать выработке таких управленческих решений, которые позволят увести всю структуру от воздействующих возмущений или создать компенсаторский механизм, способный поддержать необходимый режим функционирования системы.

Разработанная процедура определения оптимальной (с точки зрения эксплуатирующего персонала) структуры исследуемой АСУ путем моделирования отношений между персоналом и вариантами комплектации АСУ на основе «полевой» модели взаимодействия пространств, образуемых элементами данной системы, позволит: спрогнозировать и выявить природу конфликта между человеком и автоматизированной системой управления; проанализировать возможные трудности и пути их преодоления при внедрении АСУ; выбрать оптимальный вариант ее комплектации.

Высокая сложность организационно-технологических процессов на железнодорожном транспорте, внедрение компьютерных технологий требуют высоко квалифицированных рабочих кадров. Для железнодорожной отрасли сейчас остро стоят проблемы выживания в конкурентной среде с другими видами транспортного обслуживания, где на первое место выходит качество трудовых ресурсов, которое напрямую зависит от специализированных высших учебных заведений, поставляющих кадры для железной дороги. В целях обеспечения высокой эффективности учебного процесса и создания условий для привлечения квалифицированных преподавателей необходимо построить на основе самоорганизации модель отношений между работниками и учебным заведением. На основании этой модели в последствии должна быть создана автоматизированная система управления качеством учебного процесса (АСУ КУП).

Реализацию АСУ КУП следует осуществлять как одну из подсистем, действующей в РГУПС, АСУ УЗ согласно технологии, описанной в предыдущих главах.

Главное назначение АСУ КУП - автоматизированное обеспечение соблюдения качества учебного процесса, т. е. создание таких взаимоотношений между его участниками, которые способствуют повышению профессионализма преподавателей, увеличению багажа знаний студентов, соблюдению актуальности изучаемых дисциплин и научных направлений, объективной оценке преподавателями знаний студентов, объективной оценке органом контроля профессионализма преподавателей, объективной оценке деканатами успеваемости учащихся, и т. д.

В условиях роста конкуренции разработка собственной концепции мотивации труда, квалифицированный подбор персонала и создание условий для его эффективной работы в конкретной организации становятся основополагающими направлениями современного управления.

1. Автоматизация станционных технологий работы в увязке с автоматикой. Интегрированная система управления сортировочной станцией. ВНИИУП. Отделение «Автоматика и AJIC», 2002. 60 с.

2. Автоматизированная система для разработки и корректировки единого графика движения поездов всех категорий на сети железных дорог (АВТОГРАФ). ВНИИЖТ, 2003. 15 с.

3. Автоматизированная система коммерческого осмотра поездов и вагонов «АСКО ПВ». Альфа-прибор, 2003. 18 с.

4. Автоматизированная система управления локомотивным хозяйством. АСУ / Под редакцией И.К. Лакина. М.: ОЦВ, 2002. - 516 с.

5. Адаптивные системы. Вып. 1 / Под ред. Л.А. Растригина. Рига: Зи-натне, 1972. - 156 с.

6. Азовцева И. К. Адаптивный механизм как основополагающий элемент концепции управления экономико-социальными системами. http://www.aiip.rU/articles/management/6.htm.

7. Айзинбуд С.Я., Кельперис П.И. Эксплуатация локомотивов. М.: Транспорт, 1990.-261 с.

8. Айшаева З.О., Дергачева И.В., Лябах А.Н. Структурная самоорганизация фирмы // Вестник РГУПС. 2003 - № 3. - С. 74-76.

9. Алексеев Н. С. Теория управления «эпохи без закономерностей» // Менеджмент в России и за рубежом. 2000. - № 3. - С. 33-35. http://www.dis.rU/manag/arhiv/2000/3/9.html.

10. Аппаратно-программный комплекс «СКАТ». Горьковская ж.д. Информационные материалы. 2002,10 с.

11. Н.Арнольд В. И. Теория катастроф // Наука и жизнь. 1989. - N 10. -С. 10-15.

12. Берштейн Л. С., Боженюк А. В. Нечеткие модели принятия решений: дедукция, индукция, аналогия. Монография. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2001. -110 с.

13. Бизнес-план инвестиционного проекта многоуровневой системы управления и обеспечения безопасности движения поездов. ВНИИЖТ, ВНИИАС, 2004.

14. Бир С. Наука управления. Пер. с англ. М.: Энергия, 1971. -112 с.

15. Бир Ст. Мозг фирмы / Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1993. - 415 с.

16. Борисов А. Н. и др. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений. М.: Радио и связь, 1989. - 304 с.

17. Борисов А.Н., Крумберг О.А., Федоров И.П. Принятие решений на основе нечетких моделей. Примеры использования. Рига: Зинатне, 1990.— 184 с.

18. Варшавский В.И., Поспелов Д. А. Оркестр играет без дирижера: размышления об эволюции некоторых технических систем и управлении ими. М.: Наука, 1984.-208 с.

19. Васильев А. Н. Модель самоорганизации рынка труда // Экономика и математические методы. 2001. - Т. 37. - № 2. - С. 123-127.

20. Ватолина М.В. Организация службы персонала // Межвуз. сб. науч. тр. Ростов н/Д: РГУПС, 2004. - С. 107-115.

21. Винер Н. Кибернетика и общество / Пер. с англ. Панфилова Е.Г.; пре-дисл. и примеч. И.Г.Поспелова. М.: Тайдекс Ко, 2002 -183 с.

22. Винер Н. Кибернетика или управление и связь в животном и машине. Пер. с англ. / Под ред. Г.Н. Поварова. М.: Советское радио, 1968. - 328 с.

23. Винер Н. Творец и робот / Пер. с англ. Под ред. М. Н. Аронэ, Р. А. Фесенко. -М.: Прогресс, 1966. 104 с.

24. Винер Н. Человек управляющий. Кибернетика и общество. СПб.: Питер, 2001-288 с.

25. Винслав Ю. Становление отечественного корпоративного управления: теория, практика, подходы к решению ключевых проблем // Российский экономический журнал. -2001.- №1.

26. Винчугов С.В. Подготовка кадров для железнодорожного транспорта (материалы к совещанию руководителей Северо-Кавказской, Приволжской и Юго-Восточной железных дорог) // Межвуз. сб. науч. тр. Ростов н/Д: РГУПС, 2004.-С. 88-94.

27. Гленсдорф П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций. М.: Мир, 1973. - 280 с.

28. Гольдштейн Д. Вавилонская башня в нелинейной динамике: о терминах «синергетика» и «психология». Вып. 1. -М.: Изд-во МГСУ «Союз», 1997. -С. 321-333.

29. Горбов Ф.Д. Экспериментальная групповая психологи // Проблемы инженерной психологии. -1966 -№ 4. С. 15-20.

30. Горелова Г.В., Джаримов Н.Х. Региональная система образования, методология комплексных исследований. Майкоп: 2002. - 360 с.

31. Горочная автоматическая централизация микропроцессорная с ведением накопления вагонов в сортировочном парке (ГАЦ МН). Техническое задание / ГУП РостФ ВНИИАС. 2003. - 34 с.

32. Горский А.В., Воробьев А.А. Оптимизация системы ремонта локомотивов. М.: Транспорт, 1994.

33. Данилов В.И., Сотсков А.И. Механизмы группового выбора. М.: Наука, 1991.-140 с.

34. Дергачева И.В. Анализ и развитие моделей фирмы: Методические указания / Дергачева И.В., Чайка Е.И., Айшаева З.О. Ростов н/Д: РГУПС, 2004. - 36 с.

35. Дергачева И.В. Исследование информационных и управляющих потоков и разработка механизмов самоорганизации учебного процесса // Вестник РГУПС. 2004 - № 2. - С. 71 -81.

36. Дергачева И.В. Исследование модели внутрифирменной организации // Вестник РГУПС. 2004 - № 1. - С.58-60.

37. Дергачева И.В. Исследование рынка труда с позиций самоорганизации // Тр. всерос. науч.-практ. конф. «Транспорт 2004». Ростов н/Д: РГУПС, 2004.-С. 37-38.

38. Дергачева И.В. Развитие теории самоорганизации на основе планетарной модели // Обозрение прикладной и промышленной математики. Т. 11. Вып. 3. М: Изд-во «ТВиП». - 2004. - С. 632.

39. Дергачева И.В. Программа определения оптимального варианта комплектации автоматизированной системы управления с точки зрения эксплуатирующего персонала / И.В. Дергачева. Отрасл. фонд алгоритмов и программ. -Per. № 50200600603. - 2006.

40. Дергачева И.В. Самоорганизующаяся пятиуровневая схема взаимодействия автоматизированных систем управления железнодорожного транспорта // Вестник РГУПС. 2005 - № 4. - С. 55-58.

41. Евин И. А., Яблонский А. И. Модели развития и теория катастроф. Сервер московской сети консультантов по организационному развитию: http://www.odn.ru/odn/nov00/evnnov0Q.shtml.

42. Ерохина Е. А. Теория экономического развития: системно-синергетический подход, http://ek-lit.agava.ru/eroh/index.html.

43. Заде JI. А. Математика сегодня. Основы нового подхода к анализу сложных систем и процессов принятия решений. М.: Знание, 1974. - С. 5-49.

44. Занг В.Б. Синергетическая экономика. Время и перемены в нелинейной экономической теории. М.: Мир, 1999. - 335 с.

45. Зябиров Х.Ш., Шаров В.А. Многоуровневая система управления и обеспечения безопасности движения поездов. // Железнодорожный транспор. -2004. -№ 1.

46. Ивахненко А. Г. Моделирование сложных систем: (информационный подход). Киев: Вища школа, 1987. - 63 с.

47. Ивахненко А. Г., Мюллер Й. А. Самоорганизация прогнозирующих моделей.- К. : Технжа, 1985; Берлин : ФЕБ Ферлаг Техник, 1984. 223 е., ил.-Библиогр.: с.219.

48. Информационные материалы Красноярской ж. д.

49. Информационные ресурсы Интранет (СПД ОАО «РЖД»).

50. Информационные технологии на железнодорожном транспорте / Дальневост. отд-ние акад. транспорта РФ. Секция 1: Новые информационные технологии и автоматизированные системы. 1998,260 с.

51. Информационные технологии на железнодорожном транспорте. Под ред. Э.К. Лецкого. -М.: УМК МПС России, 2001 668 с.

52. Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Учеб. для вузов ж. д. трансп. / Э.К. Лецкий, В.И. Панкратов, В.В. Яковлев и др.; под ред. Э.К. Лецкого, Э.С. Подцавашкина, В.В. Яковлева. М.: УМК МПС России, 2001.-668 с.

53. Капица С. П., Курдюмов С. П., Малинецкий Г. Г. Синергетика и прогнозы будущего. М: Наука, 1997. - 285 с.

54. Климонтович Ю. Л. Введение в физику открытых систем. Соросовский образовательный журнал. -1996. N 8. http://www.nature.ru/db/msg.html.

55. Князева Е. Н. Сложные системы и нелинейная динамика в природе и обществе. http://skv.kuban.ru/socioetno/iphrRAS/~mifs/work.htm, 1997.

56. Князева Е. Н., Курдюмов С. П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем. М.: Наука, 1994. - 236 с.

57. Князева Е. Н., Курдюмов С.П. Антропный принцип в синергетике // Вопросы философии. -1997. № 3. - С. 62-79.

58. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Синергетика и принципы коэволюции сложных систем.http://www.synergetic.ru/science/index.php?article=kurdumov, 1998.

59. Колесников А. А. Современная прикладная теория управления: Си-нергетический подход в теории управления / Под ред. А. А. Колесникова. Ч. II. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2000. — 559 с.

60. Колесников С.Н. Управление качеством и ISO 9000. http://citforum.web.am/cfin/articles/iso9000.shtml

61. Комплекс горочный микропроцессорный КГМ. Техническое задание / ГУП РостФ ВНИИАС, 2004.-41 с.

62. Комплексная программа оптимизации эксплуатационной работы сети железных дорог России. ВНИИУП. Отделение «Организации перевозок и транспортного обслуживания», 2002.-61 с.

63. Комплексная система автоматизированного управления сортировочным процессом (КСАУ СП). Контрольно-диагностический комплекс станционных устройств зоны ГАЦ (КДК СУ ГАЦ). Руководство пользователя / ГУП РостФ ВНИИАС, 2003. 54 с.

64. Концепция и программа информатизации железнодорожного транспорта / В.Е. Малявко, Ф.Д. Лист // Автоматика телемеханика и связь. №7. -1996.

65. Концепция информационной подсистемы многоуровневой системы управления и обеспечения безопасности движения поездов (АСУ МС). М.: ВНИИУП, 2003.- 40 с.

66. Концепция многоуровневой системы управления и обеспечения безопасности движения поездов. М.: ВНИИУП, 2003.

67. Корольков Б. П. Синергетическая терминология в свете развития учения о самоорганизации // Информационные технологии и проблемы математического моделирования сложных систем. Иркутск: ИИТМ ИрГУПС, 2004. -Вып. 1.- 178 с.

68. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. М.: Радио и связь, 1982.

69. Курейчик В.М., Родзин C.R Эволюционные алгоритмы: генетическое программирование // Известия РАН. 2002. № 1. - С. 127-137.

70. Летников Ф.А. Синергетические аспекты изучения природных открытых неравновесных систем //Докл. РАН. 2000. - Т. 370. - № 2. -. 212-215.

71. Лефевр В.А., Смолян Г.Л. Алгебра конфликта. М. Знание, 1968.64 с.

72. Лихачёв Д.С. Рождение нового через хаос // Полярность в культуре. -СПб: 1996.-С. 10-18.

73. Локомотивная аппаратура системы автоматического управления торможением поездов САУТ-ЦМ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. У О ВНИИЖТ. -1998. 59 с.

74. Лопотников Л.Н. Экономико-математический словарь / Словарь современной экономической науки: Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Изд-во «ABF», 1996. - 704 с.

75. Лоскутов А. 10. Синергетика и нелинейная динамика: новые подходы к старым проблемам. http://kirsoft.com.ru/freedom/KSNews328.htm.

76. Лябах Н. Н., Шабельников А.Н. Техническая кибернетика на железнодорожном транспорте. Ростов н/Д: - 2002. - 283 с.

77. Лябах Н.Н., Лябах А.Н. Нетрадиционные страницы менеджмента. -Ростов н/Д: Изд-во «БАРО-ПРЕСС», 2002. 208 с.

78. Лябах Н. Н., Дергачева И. В. Самоорганизация в управляющих системах // Делопроизводство и информационное обеспечение управления: Межвуз. сб. науч. тр. Ростов н/Д: РГУПС, 2004. - С. 167-171.

79. Николис Дж. Динамика иерархических систем. Эволюционное представление. М.: Мир, 1989. - 488 с.

80. Новые направления в теории систем с обратной связью: I совещ., Уфа, май-июнь 1993: Тез. докл. М.: ИПУ, 1993,178 с.

81. Общее описание подсистемы поддержки принятия решений для оперативно-диспетчерского и эксплуатационного персонала автоматизированной сортировочной горки в составе КДК СУ ГАЦ (СППР КДК СУ)// ВНИИАС. 2004. 86 с.

82. Основные понятия ДЦ Сетунь. ВНИИУП, 2002. 10 с.

83. Основные технические требования к многоуровневой системе интервального регулирования и обеспечение безопасности движения поездов. М.: ВНИИУП, 2001.-7 с.

84. Оуэн Г. Теория игр.-М.: Мир, 1971.-215 с.

85. Парсункин Б.Н. Идентификация элементов систем автоматизации и оптимизации контуров управления технологическими процессами: Учеб. пособие. Магнитогорск. - 1996 - 147 с.

86. Перспективы развития системы КСАУ СС. ВНИИУП. Отделение «Автоматика и АЛС», 2002. 7 с.

87. Першиков В.И. Толковый словарь по информатике: 2-е изд., доп. / В.И. Першиков, В.М. Савинков. М.: Финансы и статистика, 1995. - 544 с.

88. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса / Пер. с англ. М: Мир, 1986.-312 с.

89. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. К решению парадокса времени. М.: Эдиториал УРСС, 2001. - 240 с.

90. Приходько В. И. Современная организационная парадигма // Менеджмент в России и за рубежом. -1999. № 3.http://www.cfin.ru/press/management/1999-3/01.shtml.

91. Программно-аппаратный модуль УУПТ плавного управления тормозными средствами. Техническое задание / ГУП РостФ ВНИИАС. 2005. - 40 с.

92. Растригин JT.A. Современные принципы управления сложными системами. М.: Наука, 1980.

93. Розенберг Е.Н., Талалаев В.И., Талалаев Д.В. Многоуровневая система интервального регулирования и обеспечения безопасности движения поездов. // Железнодорожный транспорт. Сер. «Сигнализация и связь». ЭИ/ ЦНИИТЭИ: 2002, Вып. 4. - С. 1-21.

94. Руденко А.П. Самоорганизация и синергетика // Синергетика. Труды семинара. Т. 3. М: Наука, 2000. С. 61-99.

95. Сай В.М. Организация железнодорожной транспортно-технологической системы страны на основе планетарных структур управления // Экономика железных дорог. 2002. -№11.

96. Сай В.М. Планетарные структуры управления на железнодорожном транспорте: Монография. М.: ВИНИТИ РАН, 2003. - 336 с.

97. Сай В.М. Планетарные структуры управления на железнодорожном транспорте // Транспорт, наука, техника, управление. М.: ВИНИТИ РАН. -2002.-№4.

98. Сай В.М. Устойчивость узлов планетарной структуры корпоративной сети / Деп. ВИНИТИ 04.09.02 № 1541-В2002.

99. Сай В.М. Формирование организационных структур управления: Монография. М.: ВИНИТИ РАН, 2002. - 437 с.

100. Самарин А. И. Модель адаптивного поведения мобильного робота, реализованная с использованием идей самоорганизации нейронных структур / НИИ нейрокибернетики им. А. Б. Когана РГУ г. Ростов н/Д. http://wsni2003.narod.ru/Papers/Samarin.htm.

101. Саридис Дж. Самоорганизующиеся стохастические системы управления / Пер. с англ. Под ред. Я. 3. Цыпкина. М.: Наука, 1980. - 400 с.

102. Сборник статей по системам управления безопасностью движения поездов // Евразия -вести. 2002. - № 12. - 28 с.

103. Система контроля для телемеханической системы контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ). Руководство по эксплуатации. 1996. 30 с.

104. Системы обеспечения безопасности движения специального самоходного подвижного состава КЛУБ-У и КЛУБ-УП. «СБ-ТРАНС-АЛС», ВНИИУП, 2002.-21 с.

105. Скурихин В.И., Забродский В.А., Копейченко Ю.В. Проектирование систем адаптивного управления производством. Харьков: Вища школа, 1984.-384 с.

106. Советский энциклопедический словарь / Гл. ред. А. М. Прохоров. -3-е изд. М.: Сов. энциклопедия, 1985. - 1600 с.

107. Сотников Е.А. Эксплуатационная работа железных дорог (состояние, проблемы, перспективы). М.: Транспорт, 1986 - 256 с.

108. Степанов A.M. Основы медицинской гомеостатики. Лекции по теории и практике биоинформационных коррекций. М.: Мир, 1993. - 222 с.

109. Стефени Е.П. Основы построения АСУ ТП: Учебник для вузов. -М.: Высшая школа, 1981.

110. Стратегическая программа развития ОАО «РЖД». Проект. 2004.

111. Суворов В. В. Синергетическая концепция самоорганизации. http://utc.jinr.ru/~mazny/students/site2/ideal5.htm.

112. Суриков В.В. О термине «синергетика» // Синергетика. Труды семинара. Т. 3. М: Наука, 2000. С. 272-275.

113. Тарасов Б.Н., Плавник Я.Ю. Автоблокировка и автоматическая локомотивная сигнализация. М.: Транспорт, 1988. - 239 с.

114. Технико-экономическое обоснование внедрения унифицированного комплекса локомотивного устройства безопасности (КЛУБ-У). ВНИИУП, ГИПРОТРАНТЭИ. 2001. - 28 с.

115. Тищенко Н.М. Введение в проектирование системы управления. М. Энергоатомиздат, 1986. 150 с.

116. Техническое задание на «Автоматизированную систему управления тяговыми ресурсами (ДИСТПС)». 2001. - 35 с.

117. Техническое задание на «Единую комплексную систему управления и обеспечения безопасности движения на тяговом подвижном составе (ЕКС)». 2003. - 26 с.

118. Тимашев С. Ф. Принципы эволюции нелинейных систем (в поисках языка общения с природой) // Российский химический журнал. 1998. -Т. 42.-№3.-С. 18-35.

119. Тулупов Л.П., Жуковский Е.М., Гусятинер A.M. Автоматизированные системы управления перевозочными процессами на железных дорогах. -М.: Транспорт, 1991. 95 с.

120. Указание по обработке маршрутов машиниста и других учетных документов в конторах оперативно-технического учета локомотивных депо. -М.: Транспорт, 1973. 95 с.

121. Урманцев Ю.А. Симметрия природы и природа симметрии. М.: Мысль, 1974. - 232с.

122. Устройства СЦБ. Технология обслуживания. М.: Транспорт, 1999. -433 с.

123. Фаст Дж. Язык тела. М.: Вече, Персей, ACT, 1995. - 224 с.

124. Филлипс Ч. Системы управления с обратной связью / Филлипс Ч., Харбор Р.; пер. с англ. Б.И. Копылова. -М.: Лаб. базовых знаний, 2001. 615 с.

125. Хакен Г. Информация и самоорганизация: Макроскопический подход к сложным системам / Пер. с англ. -М.: Мир, 1983. 240 с.

126. Хакен Г. Синергетика / Пер. с англ. М.: Мир, 1980. - 414 с.

127. Цвиркун А.Д. Структура многоуровневых и крупномасштабных систем. Синтез и планирование развития. М.: Наука, 1993 - 160 с.

128. Цибулевский И.Е. Моделирование совместной и взаимосвязанной работы операторов // Автоматика и телемеханика. -1966. № 6.

129. Чичин А. В. Вопросы реформирования железнодорожного транспорта // Экономика железных дорог. 2003. - №2. - С. 22-32.

130. Шабалин Н.Г. Автоматизированная система управления качеством технологических процессов на железнодорожном транспорте (АСУ КТП). Техническое предложение. М.: Железнодорожные технологии, 2004. - 348 с.

131. Эбелинг В. Образование структур при необратимых процессах. Введение в теорию диссипативных структур Москва: Институт компьютерных исследований, 2003. - 248 с.

132. Эшби Р. Введение в кибернетику: М.: ИЛ. - 1959. - 432 с.

133. Эшби У. Конструкция мозга. Происхождение адаптивного поведения / Пер. с англ. М.: Мир, 1964. 412с.

134. Cizek F., Hodanova D. Evolution als Selbstregulation Jena, 1971.