автореферат диссертации по транспорту, 05.22.03, диссертация на тему:Принятие решений по увеличению мощности железнодорожного направления с учетом надежности функционирования его элементов

РГб од

/ 3 Ч У] ~

москоюкийЪрдена ленкна, и ордена трудового красного знамени

институт инженеров железнодорожного транспорта имени ф. э. дзерйинского

На правах рукописи

АШСИМОВ Владимир Александрович

принятие решений по увеличению 1одюсти железнодорожного направления с учетом надежности функционирования его элементов

05. 22. 03 - Изыскание и проектирование железных дорог

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1993

Работа выюднеиа в Хабаровском института кнлекоро^ лэлее-нодоролзюго транспорта.

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Бедяцая организация

- кандидат технических наук, профессор С. М. Гончарук-

- доктор технических наук, профессор А. £. Газриленков

- кандидат технических иаук, директор ЩШТЭЙ МПС РФ

К А, Шгианаеи

- Управление Дальневосточной лелеаной дороги

Защита состоится

1993 г.

0О

час.

на заседании специализированного Совета Д 114.05.03 при Московском институте инконеров гахезнодоро>яого транспорта по адресу: 101476, ГСП, ЬЬсквз А-65, ул. Образцова, 15, аул.

С диссертацией иозкно ознакомиться библиотеке института.

Автореферат разослан

093 г.

Огэнз на автореферат, оаЕеренньй печатью, проокм направлять по гарасу Ученого совета институте.

Учень-й .секретарь

спзциализпрозаиково Совета ----

Э. а Воробьев

в

ОЕГЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность р а О о т п. В условиях рнючной экономики основная цель, киторуя должна ставить перед собой железная дорога - это полное удовлетворение потребностей ее клиентов в перевозках в приемлема для них сроки и с минимальными потерши. От этого, а тага» от количества грузов, предъявляем клиентам: к перевозкам, зависит вгигаейшй показатель эффективности функционирования телезной дороги з условиях рыночных откошккй - пркбшь.

В свою очередь, от полученной дорогой прибыли зависит повышение. качества перзв^с!-:. а следовательно, привлечение большего числа клиентов, что эьзьааэт необходимость повышения наличной мощности и надемюстк функционирования .железкой дороги и ее элементов. л

В' настоящее время одной из негатнвних тенденций на железнодорожном транспорте является падение уровня наличкой пропускной способности ыодаых'электрифицированных магистралей, гато-рое вызвано снижением надежности функционирования элементов железной дороги, что приводит к ухудшению качества перевозок (увеличение срока доставки грузов). Эта тенденция усугубляется острым дефицитом ресурсов и больпим количеством просроченных ремонтов устройств и сооружений железной дороги.

В этих условиях перед дорогой как никогда остро стазится задача принятия решений по рациональному использованию ресурсов с целью комплексного повышения наличной юеностц ц надежности железной дороги и ее элементов.

Успешное решение рассматриваемой задачи возможно лись на основе соответствующей методики, с помоэдо которой можно будет

принимать научно-обоснованные решения го увеличению мощности кэлезной дороги с учетом надежности функционирования ее элементов и ресурсных ограничений.

Цель р а б о т и. Цельв настоящего исследования является разработка методики принятия решений по увеличению мощности ж. д. направления с учетом надежности функционирования его элементов и реализация данной методики на персональном компьютере, позволяющая оперативно формировать и корректировать принимаемые решения.

Методы исследования. В работе используются основные полокешя системного анализа, аппарат теории вероятности и математической статистики, методы принятия решений, принцип декошюеиции.

Научная новигна. Научная новизна диссертации в&кдючается в разработке методики принятия решений по увеличению мощности ж. д. направления с-учетом' надежности функционирования его элементов. Для этого в работе:

- впервые предложена система критериев, которая характеризует количественную и качественную эффективность работы х д. направления, учитывает надежность функционирования его злемен-тов и погволяет определять потребности кеддого вида ресурсов, а так*® разработана изтрдики расчета данных критериев;

- разработана математическая модель направления, а которой увеличение ыозяости зэлаеной дороги осуществляется не только ва счет улучшения основных технических параметров, но и аа счэт реконструкции и модернизации отдельных ее элементов, д^огаыаая при етоы надежность ш функционирования;

- предложена уровкэвая и временная декокпозишя исследуемой задачи, что позволяет существенно снизить ее размерность и применить для ее решения алгоритм Кетелля;

- разработана методика принятия ресениа по увеличению модности ж. д. направления с учетом надежности функционирования его элементов;

- созданы алгоритмы и программы ка персональный компьютер, которые позволяют применить разработанную методику для оперативного формирования и -корректировки репений по увеличению мощности х.д. направления с учетом надежности функционирования его элементов.

Практическая денн.ость. Предложенная методика мохэт использоваться при разработке прсектоз планов раззктия у. д. участков и направлений. При этом учитывается надежность функционирования элементов келезной дороги и наличие ресурсов. По методике созданы программы на персональньй компьютер IBM PC, использование которых позволяет оперативно формировать и корректировать варианты проектных ресений.

Реализация работа Результаты ксполъзозаны при разработке ОНТП "Ускорение", выполненной на кафедре "Изыскан;« и проектирование мелезных дорог " ХаОИК2Га в 1987-1983гг., а также в настоящее Еремя применяются при разработке графика движения поездов ка Дальневосточной железной дороге.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладызались и обсузадались ка научных семинарах и заседаниях кафедр " Изыскания и проектирование железных дорог " ХаОЖЖГа (iS30-lS92rr.) и ЮЗТГа (1992г.), а такте на научно-технических советах Дальневосточной и Забайкальской желез-

ных дорог (1S88-1991.it. )

Публикации. Ш матернаваи диссертации опублжовш:-но 4 статьи.

Структура и объем работа Диссертад-г состоит из введения, чсл.рех глав. выводов и предюжпий, спкска иоподьвоваюшх ксточяиков (116 ЕаиюновашкЗ) и трек приложений. Работа изложена на 215 стр., в то:г числе ИЗ счр. основного текста, 17 рис., 16 таблиц, сго:сг." лктсратурц ня 14 стр., приложений на 88 стр.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность геи; диссертационной 'работы, дан краткий обэор исследований А. В. .Горгкоаз, Б. С. Козина, ИЛ. КоплоБа, А.Е Кондратченко, Я В. Туг-б^о, . А. В. Гавриденкоза, А. & ОДцроэдва, Ю. Е Дикова, А. Д. Кошева и др., которые шгю ЕЭйаов значаща дхя рс-век^а коадогаг ' увеличения мощности х. д. направлений и участков, из ложке осковное содержанке работы.

В первой главе дано системное оплс£ш;;й л д. направления как овшета исследования. яриведзн аьсаии вхкяяга надежности фуюадонироЕваиа•елеыентоа а,д. кгздаЕ^аья на рз«-лшацкю его мощности, сформированы цель и садачи исследования. •

Как известно, к. д. каяравжгнке является сложкой технической системой с бодыЕИм количеством взаимосвязей уэзду его подсистемами. Поэтому, принятию ревений по увеличению его мощ- ■ ноети с ' учетом надежности функционирования элементов должен предшествовать всесторонний анализ структурных п функцизкакь-

- ? ~

гч'х взаимосвязей, а гаюхг процессов, проке ходяе?!х в систеиэ при ее зкепдуатацш и развитии. Такой анализ возмотен толы» на основе системного представления объекта исследования.

Системное представление г*. д. направления определяется ого структурным к функциональном описанием. Согласно струетурноиг/ описанию исследуемое к. д. направление представляет собой комплекс следукщгх подсистем: диспетчерские участки, станции и перегоны. технические устройства и сооружения жзлезкой дороги: земляное полотно, качественные сооружения, ' верхнее строение пути, устройства энергоснабжения, СЦБ, связи и т. д. , являющиеся элементами объекта исследования.

Надсистемами для исследуемого и. д.. направления является отделение келезной дорс'.'и, полигон хелевных дорог, сеть железных дорог и Единая трансаортная система.

В соответствии со структурным описанием техническое состояние х. д. направления будет определяться техническим состоянием диспетчерских участков.

Техническое состояние диспетчерских участков определяется состоянием станций и перегонов. В свою очередь, их техническое состояние зависит от состояния элементов системы.

Очень вахным для изучения проблемы принятия решений по увеличению пропускной способности ж. д. направления с учетом надежности Функционирования его элементов является функциональное представление об1екта исследования, которое определяется совокупностью действий, направленных ка достижение поставленных целей. ,

Основная цель, стоящая перед исследуемым направлением - это полной удовлетворение потребностей в перевозках.

Егиолнение згой цели характеризуется количестваиными и ка-честЕенншк показателями, с помощь» которых оценивается эффективность функционирования объекта исследования. К количественным показателям относятся провозная и пропускная способность, к качественным - техническая и участковая скорость, времл доставки груза, оборот вагона, оборот локомотива и т. д.

Показатели определяются на основе множества технических параметров элементов системы, и если 1-ый показатель обозначить через П1, а множество параметров - X, то можо записать зависимость П^ - X).

Эта зависимость является очень сложной, поэтому из многйст-ва X выделяют подмножества, которые относятся к определенный техническим устройствам и сооружениям. ■ Тогда, если взять подмножество параметров з-го элемента и определить

■■ «хр,

то полученное значение будет являться одной из характеристик,' с помощью которых оценивается техническое состояние ]-го элз-мента.

Выделить показатели, которые относятся к элементам желеено-дорожного направления, и затем .увязать их для расчета показателей, определяющих технические состояния подсистем более высокого порядка можно голько на основе структурного и функционального описания объекта исследования.

Существенное значение в задачах принятия репонкй имеет описание структуры управления функционированием и развитием исследуемых технических систем.

Данная структура определяет последовательность этапов принятия реиений до управлений функционированием и развитием ж. д. направления и его подсистем.

Структурное и фуг^'диснадьное описание объекта исследования

к структура управления его фушщионированием и развитием являются основой для построения математической модели поставленной задачи, выбора метода и разработки методики ее репения.

Эффективность функционирования х д. направления существенно зависит от надежности работы его подсистем: перегонов, раздельных пунктов и комплексов технических устройств и сооружений.

Под надежностью элементов ж. д. направления системы понимается их свойство сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров С например, допускаемая скорость движения поездов, грузоподъемность сооружения и т. д. ), характеризующих способность элемента системы выполнить требуемые функции в заданных условиях эксплуатации и технического обслуживания.

Отказ - событие, заключающееся в нарушении работоспособности элементов технической системы. В настоящем исследовании под нарушением работоспособности подразумевается невыполнение показателей графика движения поездоз ( скорость, время хода по перегону, пропускная способность перегона ) и других нормативных показателей (например, графиковые ограничения скорости из-за неудовлетворительного состояния отдельных устройств и сооружений келезной дороги).

Все отказы элементов хд. направления можно разделить на две группы: отказы, которые можно прогнозировать и отказы , которые предвидеть невозможно.

К первым относятся технические отказы устройств и сооружений л д. направления, обусловленные естественными процессами накопления износкьх и усталостных повреждений и расстройств..

Ко второй - отказы, причинами которых могут быть стихийные прирглкк^ г ?л=--«н.-.. а так»? груСке нарушения деЯствуюсей норма-

тивко-технкческой документации IffiC по обеспечена» беголазкостя движения поездов.

Б диссертацию! проанализировано влияние прогпозируемх: отказов на реализацию мощности исследуемого х. д. направлени-ч.

Анализ проводился по статистическим данным о различных отказах- ( форма ДО-12 ) в функционировании Хабаровского отделе ния ДВНД, в состав которого входят наследуемое направление Архара - Хабаровск, ¡»электрифицированный участок основного направления ДВЗЭД. Хабаровск - Еш-шп к 'иелезнодорожлая ветка Биробиджан - Ленинск, и показал, uro из-аа низкого уровня кадегх-иости функционирования отделения ухудоается показатели его работы даже при свидонии объема перевозок. В частности, падаем уровень наличной провозной и пропускной- способности, синяаетс:! участковая и техническая скорости двияюния поездов.

В условиях рыночных отношений между оссздододо, потреби телами и гкелезной дорогой проблема повышения ос новости п учетом надежности функционирования ее элементов яриоброtssv особую актуальность, ч. к. большое вначгкке з о пи отношения;1, будет играть ускорение доставки грузов от псстаавдка к потра-битедэ к их сохранность.

Учитывая вш&издоазнное, цедьо настоящего исоледоваакя является разработка методики принятия рссений по уьэли«бнзкэ пропускной способности двухпутного, злектрифидароьаниого ä д. направления с учетом падзязюсти фуькцкоаироваиия его злеыон-тов.

Дня достижения этой цели в диссертации рег.зкы слс-дувд'.о задачи:

- предложена система критериев, которая характеризует эффективность работы к д. направления, учитывает надежность функционирования его элементов и позволяет определять готреб-

кссть каддого вида ресурсов;

- разработана математическая модель ж. д. направления, з которой увеличение пропускной способности рассматривается не только за счет улучшения основных технически параметров направления, но и за счет реконструкции и модернизации отдельных его элементов с учетом надежности их функционирования;

- сформулирована математическая постановка задачи увеличения пропускной способности х.д. направления с учетом надежности функционирования его элементов и возможных вариантов ресурсных ограничений;

- предложен метод репения поставленной задачи;

- разработана методика принятия ресениЯ по увеличению пропускной способности ... д. направления хелозной дороги с учетом надежности Функционирования его элементов;

- разработаны алгоритмы и программы на персональный компьютер для эффективной реализации методики на прачтике. .

Во второй главе решается проблема выбора системы критериев для оценки вариантов мероприятий по увеличению пропускной способности к. д. направления, которая характеризует качественную и количественную эффективность работы направления, учитывает надежность функционирования его элементов и позволяет определить потребность каадого вида ресурсоз, что важо при решении задачи в условиях дефицита трудовых, материальных и денежных ресурсов, опксызазотся методики расчета выбранных критериев.

Для решения поставленной в настоящем исследовании 'задачи выбраны следуете системы критериев, которые удовлетворяют вьге указанным требованиям:

1. Вероятность нелревьсения потребной пропускной способности над наличной Р(Ь1 и вектор ресурсов Пи)-{Рт,1?м,!?д}.

2. Математическое омддаиие сокращения потерь эдашни ъ поездо-часах М(д^ст) и лиМЯ,,.^.!^}-.

Вероятность непревьшения потребной пропускной епссоСноот« над наличной характеризует количественную эффективности» раЗо^ ж. д. направления с учетом надежности функционирования его зло-ментов. Математическое ожидание сокращения потерь врсязяи т, поездо-часах - качественную.

Используя вектор ресурсов, млею получить потребности каждого вида ресурсов для любого варианта увеличена» прзпускяо?.. способности и. д. напр&вления и сравнить эти пэтребаоеш с наличием данных ресурсов.

Вероятность непревьиэния потребной пропускной сасссбгоет:; над наличной Р(МГ^МН) и математическое ожидание еокрацэнйл потерь времени в поездо-часах явдяатсс крктор;та «¿яи.

Вектор ресурсов - критерием ресурсов.

Е Я. Негреем и 11Е Правдиньи были предлошш рероятноегтэ методы расчета потребной и наличной пропускной спсообности. Е" основе этих методов в диссертации разработана методика расчаги вероятности непревышзния потребной пропускной способкос-г» ад наличной, которая позволяет учесть влияние надежности едтащко-нирования элементов а д. направлена на его мозаость.

В соответствии с этой штодикоя предполагается, что шиш: распределения отказов технических устройств и соорулоний жз-дезной дороги известны..

Вероятность непревыпения потребной прснус;сной способности над наличной.определяется сначала для каждого перегона, потом. е целом по направлению, как для системы, состоящей из кЦОр последовательно соединенных перегонов кпер

рс ип«нн) - П Р^ЗД .

где Р^Ид«^) - вероятность непревьшения потребной пропускной

-- 13 -

способности над наличной для 1-го перегона.

ГгороЛ критерия п. зли тшот? определяется для каддого перегона и в целей для • направления составит

кпер

М(ДТпот) - £ ^пст1).

.'Предюлешшо критерии позволяет учесть влияние наделзюсти Функционирования элементов д. направления на ого реальную (наличную) мощюсть и качество работы.

Принятие решений по увеличению пропускной способности я. д. направления с учетом надежности функционирования его элементов долзяго сопровождаться определением потребности каждого вида ресурсов (трудовых, материальных и деиамш) и ее сравнением с их наличнеггт

$га того, чтобы решть этот вопрос а наетоягзм исследования в ¡сачестрэ критерия ресурсов принят вектор ресурсов

R(t)-ÍRr.R„,Ra>. где -Rj, - юшчяяа грудопых ресурсов, тыс. руб.;

- величина материалы«« ресурсов, тис. руб.;

R, - гэлгаша донепш ресурсоз, к». руб.

л

{йаериалнвэ ресурзн i:o.-te продстазлзны з звд* вектора

RM"íriñ* Г!Й" •л>

гдо г4й , ггй .... - ресурсы по основна» видам материалов.

В трэтъой г лапе дано описание ьзтематлческой подол! псетездекзой в настозцои исследозаши задачи. приведен as&nsa суЕ®отву»к?ос методов принятия реиэяий по развития яе-дезнодорогзтьж направлений, выбрей »¡втод решения вадачи, рассмотрен вопрос сокращения размерности задачи при пожал де-¡{омпозпционных í/етодоэ я описана разработанная в диссертации «отодкка принятия решэ.чий по упеличеииэ пропускной способности я д. направления с учетом надезности функцконироаанзм его элементов.

Ьшак эта.nr.« разработки шгеаагической модели оодачз; является формализация понятия " 'А д. поправление ". Цель формал!:-зации состоит в том, чтобы описать техническую систему " к.' д. направление " с помощь» технических параметров ее подгкстом (перегонов, раздельных пунктов, аешиного полотка, искусственных сооружений, верхнего строения пути и т. д.) . Этих параметров мнояесгво, поэтому выделяют только существенные для-данной оадачк, т.е. параметры, влияодиа ка выбранные критерии.

В ссогветошш с системным представлением объекта не следования подсистемаш низшего уровня, т.е. элементами жалоснодо-ро;кного направления являются устройства и соорузкения железной дороги: земляное полотно, искусственные сооружения, верхнее строение пути, устройства анергоснаблиния, СЦБ, связи и т. д.

Техническое состояние каждого ¡элемента описывается с помощью определенного подмножества технических параметров:

У „ JvHOCO у i _ Г-П

'■иссо 1иосо ' иссо А,киссо

^БСП" ' 'вСП- ^ВОП

^энс" ^tg^ ' 1знс" ^энс

где kan . kKCÛ0 , квсп , k3HÛ , ксцб - количество параметров, определяющих техническое состояние соответствующих устройств и сооружений железной дороги.

На основе данных подмножеств параметров и параметров перо-гонов и направления (число главных-путей, вид тяги, тип грузового локомотива, вид поездной связи, длина приемо-отправочкых путей, расчетный вес грузового поезда, грузонапряженность) рассчитываются по соответствующим формулам и методикам технико-экономические показатели, с помоцью которых оценивается

технические состояния отдельных элементов, подсистем и систем.« з целом. Для решения задачи увеличения пропускной способности ж. д. направления с учетом надежности функционирования его элементов выбраны слэдутщяе показатели:

- для устройств и сооружзнчй железной дороги:

1. Параметр потока отказов.

Я. Математическое ожидание потерь времени хода грузовых поездов пз-за отказов.

3. Штеыатмчзсксе ожкденке продолжительности действия отказов.

- для перегона:

1. Математическое ожнданге наличной пропусгаой способности гру?овьк поездов.

2. Ср5дне!сздратич1:са отгсонекке наличной пропускной способности груеоеых поездов.

3. Вероятность кепрешямния потребно,! пропускной способности нгд наличной.

Л. кЧтсиатическсз оказан;» сокрадакка потерь вроузия в г.созло-часа:с.

5. Бэлн'пша подробных трудов^:, ».-атерчлльжя и деяегеягс ресурсов на токущэв содержу^«, тдзрнкнацшо и реконструкцию элементов ;яглеэ!:оЯ дерогп в деиекюм вьтолшия.

- дая вапрапгйжга:

1. Вэроятлос?5 кояр&вывешш погребной пропускной способности над излкчяоа.

Иаммалг»о»&е огаданг.« сскрадолкя дстерь зрокэяк з пэеэдс-часах.

3. Величина по1'ребньа трудовых, материальных и хевеязых ресурсов.

Показатели для перегонов определяются на основе пзраметроа и показателей, характ-зржэукцих технические состояния устройств и сооружений перегона. Для н&прал.'.еиия - по параметрам и пека-

затолям веек перегонов.

Для увеличения пропускной способности перегонов и железнодорожного направления в целом проводятся соответствующие ' из-роприятия. Назначение возможных вариантов мероприятий производится при анализе соответствия значений технических параметров элементов 71 д. направления и технико-зкоиомических показателей работы исследуемой системы и ее подсистем допускаемым нормативам и правилам (СНкП, ПГЗ и прочая нормативно-техническая документация) и требуемым эксплуатационным показателям. Каждое мероприятие изменяет определенные технические параметры устройств и сооружений железной дороги, тем с&мьм изменяя техническое состояние элементов и системы в целом. Таким образом, число технических состояний к. д. направления будет определяется количеством всевозможных -и допустимых сочетаний рааличных мероприятий по увеличению его мощности.

Каздое возможное сочетание мероприятий представим в виде вектора миМт^Ъ), г^СЪ)тд(Ь),...)-, который определяет сами мероприятия и последовательность их проведения.

Еыбор какого-либо вектора мероприятий соответствует изменению значений технических параметров элементов к. д. направления. На основе этих измененных значений рассчитываются критерии по методикам, разработанным в диссертации, что позволяет установить вависимость между вектором мероприятий, техническим состоянием системы и критериями оценки данного состояния. 5та зависимость завершает процесс формализации задачи увеличения пропускной способности я. д. направления . с учетом надежности функционирования его элементов.

Критерий цели и критерий ресурсов, используемые в диссертации для оценки различных вариантов решений задачи,- противоречивы, т.е. лицо, принимающее решения (ЛПР), ставит перед собой задачу критерий цели максимизировать, а критерий ресурсов -минимизировать, и это естественно. Однако тачая постановка за-

дачи некорректна. Поэтому математическая постановка дзухкрите-риальной задачи увеличения пропускной спосооности л д. направления с учетом надежности функционирования его элементов формулируется в двух вариантах:

1) Определить такой вектор мероприятий МШ для увеличения пропускной способности ж. д. направления с учетом надежности функционирования его элементов, чтобы при заданном векторе ресурсов И0(О вероятность непревмиэния потребной пропускной способности над наличкой Р(МП^Н) была максимальной, (или математическое ожидание сокращэнз'Л потерь времени в пооздо-часах 1Кл1Г0Т) было максимально).

2) Определить тший вектор мероприятий для увеличения пропускной способности х д. направления с учегом надежности функционирования его элементов, чтоб« заденная вероятность неправь-гения потребной пропускной способности ¡гад наличной Р0(НпЧ< Г'н)' (или заданное математическое огядапие сокращения потерь врэкеки в позздо-часах Ы0(лЬпст)) была достигнута при 13®кыальнои использовании ресур-сог.

В такой постановке задача принятия реизний по увеличению пропускной способности ,1 д. направления с учетом наде.п-ости функционирования его элементов относится к условно оптимальным падачам.

5&тоды, прш.гапяоаз для рэпенин условно оптимальнее задач делятся на два класса : целочисленные (метод доминирующих последовательностей, кодифицированный метод динамического программирования (алгоритм Неттеля), метод наискореясего спуска) и кепрерывнде (метод наопраделвнных шояихелей Дагран-ка).'

В проектировании нелезнше дорог впервые пирога применил данные мвтедн А. а Газряленков.

В диссертации был проведен сравнительный анализ этих мете-

дов. На основе этого анализа для решения задачи, составленной в настояцэм исследовании, Оул выбран алгоритм Кеттелд. Подученные с поморю алгоритма Кеттоля ресэния пргдсгавляют собой шохестпо Парето, и данный гоовсдяет при помовд декомпозиции разбить основную задачу на ряд частных.

фи реиекки вадачл увеличения мощности ж. д. направления с учетом надежности функционировала его элементов для енимэния размерности задач,! используется уровневая и временная декомпозиция.

Уровневая декомпозиция предполагает разбиение железнодорожного направления на участки,' которые закреплены за подразделениями железной дороги, выполняющими работы по текущему содержанию, модернизации и реконструкции ее элементов. Внутри эти участки разбивается на перегоны.

Помимо уровнэвой декомпозиции применяется временная декомпозиция по годам расчетного периода, которая позволяет при использовании алгоритма Кеттеля исключить возмогшие предо линия неконкурентноспособных вариантов решения. Это существенно сокрадфет размерность задачи, которая возрастает на несколько порядков при решении задачи в динамике.

Ка основе предложенных в настоящем исследовании математической модели поставленной задачи, метода ее ресения и ее декомпозиции разработана методика принятия ревений по увеличения мощности к. д. направления с учетом кадеяюсти функционирования его элементов.

В четвертой главе дано описание разработанного автором программного обеспечения для реализации методики принятия решений по увеличению модности д. направления с учетом надежности функционирования его элементов на персональном компьютере 1ВМ РС, приведены исходная информация, необходимая для решения поставленной'задачи, ее источники и пример решения, проанализированы результаты, полученные при решении

пригара.

Для практического применения методшот принятия ропений по увеличению мощности хд. направления с учетом надежности фуик-циоккрозанхя его эя^ентов необходимо решить следугаме зоп-роок:

•- накопление и обработка большого объема статистической ин-форжцни для расчета критериев оценки, вариантов решений поставленной задачи;

- выполнение болыгаго объема вычислений для каядого варианта решения.

Решить эти вопросы могло только при 1'.сг;0дьссвы;и'1 современной вычислительной техники.

В диссертации разработала программ*, ¡сотосьо объединены з азтакаигапрапонк?» систему яоадвряш принятия рзеегсш (АС-ПНР) по узэ.-жзшго .ч.пдостч п, д. 1;аправлзп;:я с учотоы кгдодаосга фудац::сп.чрсзаяия ого ?дммзнтсп.

Б псстоя^э грп'л всод кскодпоа ияфоргашга осг'?отзллется с гсжая&гдо; 1 о помогая с^гвгских подпрогргип. В даш:»Я-с?ч пд?лзруогся С1-л?-П!0 бу^зркья подпрогрг.";.!, сбеспечгшгусчих «ямвпку ЛС-ППР о шсдряскшг на ивлевнш: дорогах аэтокагизз-рогадшш :п:Оормащ:о:>шо-раечотеи.а системам, кяхорда ,?ля ре-гэикя постезшнкой еадачи будут предоставлять кеебход'ллук аа-ферипций.

В Екссерзаш! приводится пря-=;зр регзиия задача увеличения прсиус!с-1ой споосбкосги двухпутного' эл»кгрификфоэаняого яелез-нодоропого направления Ар::ар& - Хабаровск с учетом надежности фунвдгонпрозагпи нижнего и верхнего строении пути.

Для рэлеикя задачи использовалась »сходная игфоркеакя, которая била собрана при зыполк-гшм ааучно-иссгедоительских работ для Дальневосточной .галоакой дороги на кафедре "Изыскания и проектирование »»еадмс доргг" Уг-ОКЗТа На основе этой информации Дтя каддого порстокй х д. направления Архара - Улба-

рсвск с помощью программы тяговых расчетов бияя определены потери времэни хода грузовых поездов г.о каждому частичному отказу устройств к сооружений к рассчитаны математические опадания сокращения потерь времени хода в минутах и в поезда-часах, соответствующие возможным мероприятиям. После чего была сформирована база данных по возможным мероприятиям (БДШ), которая содержит следуюгдую информацию:

- номер валкси;

- наимзиование перегона;

- наименование мероприятия;

- местоположение участка перегона, где проводится мзроприЕ-тие;

- математическое ожидание сокращения потерь времени хода е минутах;

- дисперсия сокращения потерь времени хода в минутах;

- математическое ожидание сокращенна потзрь времени хода в поездо-часах;

- потребные трудовые, материальные и "--зножнкг ресурсы для проведения мероприятия;

- год, с которого можно начинать планирование данного мероприятия.

Используя эту информация, дакныэ о подразделениях Дальневосточной железной дороги и находящихся у них наличных ресурсах, по предложенной методике с помощью разработанной в диссертации АС-ППР были подучены решения по увеличению пропускной способности ж. д. направления Архара - Хабаровск с учетом надежности функционирования элементов нижнего и верхнего строения пути при ограничениях и без ограничений на ресурсы.

Разработанный комплекс программ АС-ППР может использоваться для оперативного формирования и корректировки проектов планов эксплуатации и развития ж. д. участков и направлений как для отдельных . подразделений, так и в целом по дороге.

ВЫВОДЫ

1. В настоящее время на железнодорожном транспорте одной ив основных проблем является падение уровня наличной пропускной способности мощных магистралей, которое вызвано снижением надежности функционирования элементов железной дороги, что непосредственно приводит к ухудшению качества перевозов Эта тенденция усугубляется острым дефицитом ресурсов и Сольсим количеством просроченных ремонтов устройств и сооружений этелеа-ной дороги.

В этих условиях существенное значение имеет рациональное использование ограниченных ресурсов, направленных на эксплуатация -и развитие, с целью комплексного повышения наличной модности и надежности функционирования нелегкой дороги и ее элементов.

Поэтому целью диссертации является раэработ;са ¡¡етодш-ц принятия реваниа по увеличению мощности железнодорожного направления с учетом надежности функционирования его элементов.

2. Для поставленной в диссертации задачи принятия решений (ЗПР) по увеличению мощности я. д. направления с учетом надежности функционирования его элементов характерны слодуссяе свойства:

- Содьаая размерность задачи;

- двухкритериаланость;

- зависимость критериев ст фиксированных стохастических фагаоров (отказов устройств и сооружений железкой дороги), законы распределения которых известки;

- загт:симость критериев от времени;

- алгоритмическая фориа критериев.

3. Разработанная е диссертации методика роЕэния ЗПР по увеличению мосаости к. д. направление с учетом надежности фртядо-нирования его элементов основывается на системном представлении объекта исследования, являющегося сложной технической системой о большим количеством взаимосвязей мевду ее подсистег,гаш.

4. При рэшэнии поставленной задачи впервые применены две системы критериеь:

- вероятность неяревигения потребной пропускной способности .над наличкой РС Мк) и вектор ресурсов РиЫЯ^ К,,,Кд>;

- математическое ожидание сокращения потерь времени в поеадо-чаеах М(£Л.П0Т) и Еам^.К^КдУ.

Эти критерии характеризуют качественную и количественную эффективность работы к. д. направления, учитывают надежность функционирования его элементов и позволяют определять потребность каядого вида ресурсов и сравнивать ее с их наличием.

£5. Предложенная математическая модель ж. д. направления позволяет рассматривать повышение его мощности нэ только аа счог улучшении основных технических параметров, но и са счет реконструкция и модернизации отдельных элементов железной дороги с учетом надежности юс функционирования.

6. Для рекения ЗПР по увеличению мощности ж. д. направления с учетом надежности функционирования его зламентов используется алгоритм Ксттоля. Полученные с помощью данного метода решния представляют собой множество Парето. Выбор данного метода обусловлен ещг и тем, что он позволяет применить принцип' декомпозиции для снижения размерности задачи.

7. В соответствии с системным представлением объекта исследования в разработанной методике для аш;»шия размерности задачи применена ее декомпозиция (уровиевая - по перегонам и подразделениям и временная - по годам расчетного периода) на ряд частных задач.

8. Разработан комплекс программ для реализации предложенной методики на ПЭВН Эти программы объединены в автоматизирован-нуд систем поддер.тки принятия ресений (ЛС-ППР). Использование АС-ПП? псэволяет оперативно формировать и корректировать множество оптимальных проектных ресзний по увеличению мощности я. д. направления с учетом надежности функционирования его оле-

KÖHTCB.

Предполагается дальнейшее развитие АС-ГШ? для ее стисовки с внедряемыми на яелевных дорогах автоматизированными инфсриаци-онко-расчетнымя системами (АРМ иилэнера отдела пути, АСУ КССО, AF'.l "Анализатор" и т. д.), которыэ для решения поставленной задачи буду? предоставлять необходимую информацию.

9. Экспериментальная прозерка методики проводилась на множестве приме роз, в тем чкеле к ?:а пр:::,иро х д. калразлекп Архара - Хабярогск. Результаты проверки подтвердили работоспособность предлагаемой мзтодик::.

10. Разработанная методика полет использоваться при Формч-рогсыпга проектов планов развития г. д. участков и направлений как для отдельных подразделений, тал и я целом по дороге. При этом учетизангся надегассть фуякцкояиро2.1ния элементов талез-пой дороги и нааичиэ ресурсов.

Основные полэязпия диссертации опубдикезаны з работах:

1. лнисимов Ь. л., лнисимоз Ва. Л. Автоматизированная система планирования переустройства гэлезподорожных напраллений для скоростного движения пассажирских поездов. // Вопросы проектирования и усиления келезних дорог дальнего Востока. Сб. науч. тр., ЯгЗарсвск.: 7&6ИКЗТ, 1983. С. 11-12.

2. Аинсикса 3. А. , Ачискмов 2л. Л. Мэтодика «зсиякого расчета допускаем/х скоростей движлия поездов для подготовки пржеаза "К".// Ясвьтагае сеэолссвсстч движения поезде: на жэ-левнкх дорогах. С», науч. тр. , Хабаровск.: ХабйЮТ, 19S9. С. 19-2-1.

3. Анисимов Вл. А. , Гончару?; С. М. Критерии оценки мероприятий по увеличении мощности ак-дезкой дороги с учетом надежности функционирования ее элементов. // Выбор технических параметров и вопросы теории проектирования железных дорог в условиях Дальнего Востока. Сб. науч. тр. , Хабаровск.: ХабИИЖГ, 1992. С. 72-80.

4. Анисимов Вл. А. Ыэтодика принятия решений по увеличению пропускной способности железнодорожного направления с учетом надежности функционирования его элементов. // Выбор технических параметров к вопросы теории проектирования железных дорог в условиях Дальнего Востока Сб. науч. тр., Хабаровск.: ХабИИЖТ, 1692. С. 45-50.

ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЙ ПО УВЕЛИЧЕНИЮ МОЩНОСТИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО НАПРАВЛЕНИЯ С УЧЕТОМ НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЕГО ЭЛЖНТОВ

05.22.03 - Иаыскание и проектирование железных дорог

Анисимов Владимир Александрович

Сдано в набор ¿0,03,93, Объем печ. л. X 5. Заказ К 290.

Подписано к печати JC.CS.SZ1>. Формат бумаги 60x90 1/16 Тираж 100 экз.

Типография МНИТ, Мэсква, 101476, ГСП, ул. Образцова, 15