автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Прогнозирование показателей в оперативных планах поездной и грузовой работы

На правах рукописи

ЮСИПОВ Ренат Алиевич

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ В ОПЕРАТИВНЫХ ПЛАНАХ ПОЕЗДНОЙ И ГРУЗОВОЙ РАБОТЫ

Специальность 05 22 08 - Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

иоз161133

Москва - 2007

003161133

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (МИИТ) на кафедре «Управление эксплуатационной работой»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Шмулевич Михаил Израилевич (МИИТ)

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Кутыркин Александр Васильевич (МИИТ)

Ведущая организация:

кандидат технических наук

Поплавский Андрей Адольфович (ВНИИАС)

Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (ВНИИЖТ)

Защита диссертации состоится «8» ноября 2007г в 15— на заседании диссертационного совета Д 218 005 07 в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу 127994, Москва, ул Образцова, д 15, ауд 1504

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ)

Автореферат разослан « 8 » 2007г

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу диссертационного Совета университета

Ученый секретарь диссертационного Совета, доктор технических наук, профессор Шелухин В И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследуемой темы. В настоящее время происходят существенные изменения в оперативном управлении перевозками на всей сети железных дорог России Стремительное развитие информационных технологий, систем связи и телекоммуникаций позволяет поднять систему оперативного управления перевозками на новый уровень На всей сети железных дорог созданы и успешно функционируют Дорожные центры управления перевозками (ДЦУП) На уровне отделений дорог создается сеть Центров управления местной работой (ЦУМР) Оперативное управление перевозками на сетевом уровне осуществляется в оперативно-распорядительном отделе Департамента управления перевозками ОАО «РЖД» Использование современных автоматизированных систем управления способствует концентрации оперативного управления в диспетчерских центрах

Современные информационные системы позволяют получить на всех уровнях доступ к любой необходимой информации, начиная от реальной дислокации вагонов и локомотивов и заканчивая укрупненными показателями работы дорог и сети в целом Такие системы как АСОУП, ДИСПАРК, ГИД «Урал-ВНИИЖТ», АСУМР, СИРИУС и др позволили решить многие задачи управления перевозочным процессом

Однако существенным недостатком многих современных информационных систем является то, что Лицо, принимающее решение (ЛПР), все еще принимает управляющие решения исходя из сложившейся ситуации на основе собственного опыта и субъективной оценки будущего развития ситуации, что во многих случаях приводит к принятию неоптимальных решений Для дальнейшего совершенствования управления перевозочным процессом необходимо повысить эффективность решений с помощью ЭВМ первоочередных задач оперативного планирования поездной и грузовой работы К числу этих задач относятся, прежде всего, выполнение заявленной погрузки и выгрузки, передачи поездов и вагонов, эффективное использование подвижного состава, предотвращение и рациональное устранение затруднений в поездной и грузовой работе Трудности их решения связаны с тем, что проходящие на сети железных дорог процессы в определенном смысле носят стохастический характер Это вызвано неравномерностью в поездной работе, которая обусловлена неритмичностью погрузки, выгрузки и передачи вагонов между дорогами и отделениями Отклонения от средних значений составляют от нескольких процентов по сезонам года и месяцам до десятков процентов по дням и часам суток Колебания поездо- и вагонопотоков существенно осложняют организацию эксплуатационной работы. В грузовом движении крайне редки одинаковые ситуации на станциях и участках Диспетчерскому аппарату на всех уровнях управления приходится постоянно находить оптимальные решения в неповторяющихся ситуациях Поэтому оперативное управление

перевозочным процессом на основе достоверного и детализированного прогноза - это основа успеха в управлении перевозочным процессом

Таким образом, задача перехода от информационного к информационно-прогнозному, а от него к оптимизационно-управляющему режиму является актуальной

Целью исследования является совершенствование методов прогнозирования объемов работ и затруднений при расчете дорожных и сетевых суточных планов, а также разработка рекомендаций по развитию автоматизированных систем оперативного планирования перевозок на основе использования более достоверных методов прогнозирования

Цель исследования обусловила необходимость решения следующих

задач

1 Анализ существующих методов прогнозирования показателей поездной и грузовой работы, выявление их достоинств и недостатков,

2 Модификация ситуационно-эвристического метода прогнозирования в части совершенствования алгоритмов учета погодных условий,

3 Разработка типовых схем расчета основных показателей дорожного и сетевого суточных планов,

4 Разработка методики прогнозирования затруднений в поездной и грузовой работе,

5 Разработка основных положений перспективной единой сетевой системы оперативного планирования перевозок

Методика исследования. При выполнении работы применялись методы линейного программирования, статистические методы обработки данных, метод экспертных оценок, методы прогнозирования, моделирования и др Расчеты и обработка результатов исследования осуществлялись на ПК

Научная новизна работы заключается в следующем

- разработан метод учета влияния погодных условий на показатели перевозочного процесса, который отличается от разработанных ранее, более высокой эффективностью,

- предложены схемы расчета прогнозов основных показателей сетевого и дорожного суточных планов,

- уточнена методика прогнозирования затруднений в поездной и грузовой работе,

- предложено создание перспективной единой сетевой системы оперативного планирования перевозок, обеспечивающей согласованное и взаимоувязанное оперативное планирование на всех уровнях управления в едином информационном пространстве

Практическая значимость работы состоит в возможности повышения качества составления оперативных планов за счет повышения точности прогнозов основных показателей поездной и грузовой работы и возможных затруднений В частности, точный прогноз показателей оперативных планов позволяет

- повысить эффективность использования тягового подвижного состава, рабочего парка вагонов;

- сократить простои вагонов,

- обеспечить упреждающее применение регулировочных мер для уменьшения последствий или недопущения затруднений

Реализация работы. Разработанная с участием автора типовая автономная программа прямого расчета прогноза показателей использовалась при разработке «Типовой технологии оперативного прогнозирования поездной работы пограничных станций» Также программа используется в учебном процессе при подготовке специалистов по специальностям 2401 «Организация перевозок и управление на транспорте (железнодорожном)» и 230102 «Автоматизированные системы обработки информации и управления» в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ)

Апробация работы. Различные аспекты работы были доложены на VII научно-практической конференции «Безопасность движения поездов» -М МИИТ, 2006, Международной научно-технической конференции «Современные проблемы управления перевозочным процессом Повышение качества подготовки специалистов и уровня научных исследований», М МИИТ, 2006

Публикации. По исследуемой теме автором опубликовано 6 научных работ, из них три в соавторстве

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы (101 наименование) и 9 приложений Основная часть диссертации изложена на 164 страницах текста, содержит 28 рисунков и 26 таблиц

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Предлагаемая к защите диссертация состоит из двух разделов.

Во Введении обосновывается актуальность темы исследования, дается общая характеристика проблемы, приводится цель исследования

В первом разделе (главы 1-4) «Прогнозирование показателей и возможных затруднений в оперативном планировании поездной и грузовой работы», автором предложен комплекс мер по совершенствованию действующей методики сетевого и дорожного суточного планирования показателей поездной и грузовой работы

В первой главе представлен анализ развития теории и практики оперативного планирования поездной и грузовой работы в России и за рубежом В диссертации приведен перечень трудов отечественных и зарубежных ученых, результаты которых использовались в представленной диссертации Особое внимание уделено современному состоянию теории и практики оперативного планирования перевозок, обоснована необходимость качественного оперативного планирования. Показано, к каким последствиям

могут привести ошибки и неточности в планировании Это и перепростои вагонов, и неэффективное использование локомотивного парка, и затруднения в работе станций, участков, отдельных направлений В главе сформулирована цель диссертационной работы и поставлены основные задачи исследования

Во второй главе для решения задач прогнозирования показателей поездной и грузовой работы на дорожном и сетевом уровне предложено использование ситуационно-эвристического метода прогнозирования (СЭМП), основные положения которого были разработаны проф ЛП Тулуповым.

Проведенный анализ практического использования СЭМП при сменно-суточном планировании на Южно-Уральской и других железных дорогах, а также лабораторные испытания на кафедре «УЭР» МИИТа показали, что метод имеет и ряд недостатков, к числу которых относятся

- сложность внедрения в эксплуатацию из-за необходимости индивидуального отбора перечня влияющих факторов для каждого конкретного показателя,

- низкая эффективность учета погодных условий,

- инертность метода при резком изменении ситуаций

Предлагаемые в диссертации решения позволяют устранить эти

недостатки

Так, для повышения эффективности учета погодных условий предлагается алгоритм ускоренного обучения коэффициентов влияния погодных условий

В общем случае время выполнения той или иной операции с учетом

погодных условий Т^ можно определить по формуле

?■* = т> +шг Т', ( 1)

о у '

где Т - время выполнения у-го технологического процесса при хороших

погодных условиях или расчетное время выполнения технологического

процесса с учетом других (не климатических) факторов

Ш2 - коэффициент влияния погодных условий (<в)

Коэффициенты влияния погодных условий ш для всех значений параметров погодных условий могут быть сведены в единую таблицу влияния погодных условий (ю-таблицу) В ней каждым значениям параметров погодных условий соответствует коэффициент влияния погодных условий со и число наблюдений Пример ю-таблицы представлен на рис 1 В этой таблице по горизонтали отложены интервалы температур, по вертикали — интервалы количества осадков Клетка с интервалом температуры 21 - 30°С и интенсивностью осадков равной 0, соответствует наиболее благоприятным погодным условиям, поэтому коэффициент

влияния погодных условий равен нулю (ю=0) Клетка, например, с температурой ниже -40°С и количеством осадков больше 25 мм, соответствуют самым неблагоприятным условиям (ю = 0,4) Все остальные клетки содержат промежуточные значения коэффициента ю

Температура, "С

Количество ' осадков, мм Меньше -40 -40--20 лг 11-20 21-30 31 -40 Больше 40

0 а , ч0,03 0,01 0 ^ 0,04 т!0,19

" У-в"'" 0,25 )) 0,07 « „0,03 щ 0,08 ЗИ и0,21

6-25 03 й )) О1 т 0 09 ш з012 т0,25

Больше 25 0,4 ™ 02 у/ I _ 015 я. 0,2 я. 03 т...

Рис 1 Фрагмент ю-таблицы

Все значения ю в этой таблице задаются технологом на основе нескольких натурных замеров, опытных наблюдений Созданная на основе таких данных так называемая пусковая ш-таблица не имеет высокой достоверности и отражает влияние погодных условий лишь приблизительно Поэтому, в производственных условиях необходимо быстрое самообучение ш-таблицы По существующей же методике СЭМП обучение идет крайне медленно, т к «обучаются» только те клетки ю-таблицы, которые использовались в расчете При этом обучение осуществляется неравномерно в различных частях ю-таблицы

В диссертации предлагается использовать «обученный» коэффициент влияния погодных условий расчетной клетки ш-таблицы для контрольной проверки и в необходимых случаях, корректировки всех остальных клеток го-таблицы

Для такой корректировки введено понятие «Потенциал клетки» -число, характеризующее степень влияния различных параметров погодных условий По разработанной в диссертации методике можно рассчитать потенциал для всех клеток ю-таблицы Потенциал рассчитывается с единственной целью - упорядочить все клетки ю-таблицы в порядке ухудшения погодных условий

В итоге, на подготовительном этапе должна быть создана ю-таблица, для каждой клетки которой должны быть определены само значение коэффициента со, потенциал клетки и число опытов

На этапе оперативных расчетов, после получения информации о фактическом выполнении показателя (или времени выполнения технологического процесса) и обучения расчетной клетки, проводится поиск клеток с потенциалами и числом наблюдений большими по сравнению с потенциалом и числом наблюдений расчетной клетки В случае если в найденной клетке коэффициент ш окажется меньше чем в текущей, то ему присваивается значение ю текущей клетки При этом число наблюдений найденной клетки не увеличивается После просмотра всех клеток со таблицы процесс самообучения считается завершенным

Применение предложенной модификации СЭМП и ситуационно-эвристического метода нормирования (СЭМН) позволило точнее прогнозировать и нормировать многие операции, связанные с грузовой и пассажирской работой Опытные расчеты показали, что предложенный алгоритм является работоспособным, а обучение таблицы влияния погодных условий происходит в десятки раз быстрее, чем ранее

Третья глава диссертации посвящена вопросам прогнозирования показателей сетевого суточного плана

Анализ действующей системы сетевого суточного планирования позволил предложить схемы расчета основных показателей В частности, составлены схемы расчета таких показателей как «Погрузки угля на ЗападноСибирской жд», «Сдача порожних полувагонов Свердловской железной дорогой», «Общая сдача вагонов», «Погрузка по сети в целом», «Налив нефти по сети в целом» и др Опытные расчеты показателя «Сдача порожних полувагонов Московской жд» показали, что модифицированный в рамках диссертации СЭМП позволяет рассчитывать прогноз данного показателя с точностью до 1-3 %. Основной целью расчета прогнозов выполнения показателей суточного плана является помощь ЛПР в определении оптимальных заданий При этом объективней учитываются возможности объектов управления и ход выполнения норм технического плана

Результаты расчетов выдаются в форме представленной в табл 1 Для каждого показателя суточного плана определены.

- техническая суточная норма,

- среднесуточное значение показателя с начала месяца,

- необходимое значение показателя, чтобы «войти в план»,

- прогнозное значение показателя (рассчитанное с помощью модифицированного СЭМП)

В последнее (пустое) поле ЛПР вносит задание

Таблица 1

Отчет

№ п/ ч а Показатель Л" Техническая суточная; норма Среднесуточное значение с начала,месяца Необходимое значение, чтобы войти в план Прогнозное значение Задание

1 4 5 . 6 7 ;

1 Сдача порожних полувагонов Московской ж д 2000 1950 2050 1957

Такая итоговая таблица поможет ЛПР

- назначать более объективные задания (в графе 7),

- намечать регулировочные меры, если прогноз ЭВМ значительно отличается от показателя в графе 4

Заметим, что прогноз ЭВМ в информационно-прогнозном режиме рассчитывается без «машинных» рекомендаций, целесообразных регулировочных мер Регулировочные меры будут рассчитываться на следующем этапе - в режиме оптимизационного оперативного планирования

Четвертая глава диссертации посвящена дорожному суточному планированию Анализ действующей методики расчета показателей дорожного суточного плана и исследования влияния различных факторов на показатели эксплуатационной работы позволили определить перечень влияющих факторов на каждый показатель суточного плана В результате были разработаны схемы расчета прогнозов основных показателей дорожного суточного плана Предложенные типовые схемы расчета показателей призваны помочь технологам в определении набора влияющих факторов для отобранных показателей Опытные расчеты показателя «Выгрузка вагонов» были проведены на Горьковском отделении Горьковской ж д Анализ результатов позволил сделать вывод, что прогноз, рассчитанный с использованием предложенной в диссертации модификации СЭМП, уменьшает отклонения (ошибки) более чем на 60% по сравнению с действующей методикой

Оценка экономических результатов повышения точности прогнозов может быть достоверно определена лишь в результате длительного использования предлагаемой методики при практических расчетах показателей оперативных планов В диссертационной работе оценка экономической эффективности была определена методом экспертных оценок Расчеты показали, что средний годовой экономический эффект от

внедрения новой методики сменно-суточного планирования на Горьковской жд составит 25 млн руб Затраты на внедрение данной методики по предварительным оценкам составят не более 30 млн руб Срок окупаемости затрат составит менее 1-2 года

Более достоверный прогноз предстоящих объемов работ позволяет более точно определять возможные затруднения в плановые периоды

Принципиальной особенностью СЭМП является возможность прогнозирования величины показателя в каждом интервале планового периода Так, показатель «Готовность поездов к отправлению» может прогнозироваться на 24 и более часов с разбивкой по часовым интервалам При этом интервалы для выдачи на экран могут задаваться индивидуально для каждого пользователя Например, станционному диспетчеру на свою смену необходимы расчеты показателей по 3-х часовым интервалам, а на следующую смену - за дежурство в целом и т п

Рассмотрим методику расчета затруднений по показателю «Отправление поездов с сортировочной станции» Сначала с помощью СЭМП рассчитывается прогноз готовности поездов к отправлению по часовым периодам и за сутки в целом После этого рассчитываются ресурсы готовность локомотивов для вывоза (рассчитывается с помощью СЭМП), количество локомотивных бригад (рассчитывается на основе именных расписаний и «самоявок») и количество «ниток» графика (рассчитывается на основе анализа графика движения поездов, информации о планируемых окнах, предупреждениях и тд) В результате по каждому направлению составляется следующая таблица для определения затруднений (табл 2)

Таблица 2

Таблица для определения затруднений по показателю «Отправление __поездов с сортировочной станции»___

Показатель Интервалы * * Всего

18 0019 00 ^оо-го 00 21 0022 00 • 17 00. 18.00

«Готовность поездов к отправлению» 2 з 0 2 38

«Готовность локомотивов для вывоза» 1 3 1 2 36

«Количество локомотивных бригад» 2 3 1 1 38

«Количество ниток графика» 3 2 0 2 54

Затруднения (недостающие ресурсы) 1 локомотив 1 нитка графика 1 бригада

Из данной таблицы видно, что по каждому интервалу и по периоду в целом, сравнивая объемы перевозок и имеющиеся ресурсы, легко вычисляются недостающие (затруднения) и избыточные ресурсы В целом за сутки готовых поездов будет — 38, а локомотивных бригад - 36, те недостает двух локомотивных бригад Число «ниток» - 54 Следовательно, по пропускной способности направления ограничений пропуска поездов не будет

Диспетчер, зная о возможности возникновения затруднений в том или ином интервале, заблаговременно принимает упреждающие регулировочные меры по смягчению или ликвидации узких мест В данном случае он может запросить из депо недостающие локомотивные бригады с указанием времени явки, организовать отправление одного сдвоенного поезда и т д В диссертации по данному показателю составлен классификатор затруднений и регулировочных мер

Анализ показал, чю достоверный прогноз и на его основе упреждающее управление позволяют в первую очередь сократить простои поездов и локомотивов в ожидании отправления, увеличить производительность локомотивов и локомотивных бригад, в целом поднять технологическую дисциплину организации перевозочного процесса

Расчет затруднений выполнения других показателей дорожного суточного плана проводится на основе сравнения прогноза выполнения показателей с планом В общем случае алгоритм определения затруднений и регулировочных мер для таких показателей имеет вид, представленный на рис 2 Из алгоритма видно, что величина затруднения определяется исходя из значения показателя, выполнение которого позволит войти в план При наличии затруднений, на основе разработанного классификатора, ЭВМ выдаст ЛПР перечень возможных регулировочных мер для улучшения выполнения показателя Проанализировав возможность выполнения каждой из регулировочных мер, ЛПР сможет назначить задание вместе с описанием необходимых для его выполнения регулировочных мер

В перспективе автоматизированная система сможет не только выдавать объемы работ и затруднений, перечень необходимых регулировочных мер, но и определять причины возникновения затруднений, а также ожидаемое улучшение показателя при применении каждой из регулировочных мер

Рис 2 Алгоритм определения затруднений и регулировочных мер

Второй раздел диссертации посвящен перспективам развития систем оперативного планирования перевозок В частности, предложено создание единой сетевой системы оперативного планирования перевозок для использования на станциях, в отделениях, управлениях железных дорог и ЦУП

В пятой главе сформулированы основные принципы построения единой сетевой системы оперативного планирования перевозок Наиболее полно требованиям единой системы оперативного планирования удовлетворяют принципы, на основе которых построена система СИРИУС

- единая база данных дорожно-сетевого уровня и сквозная идеология построения по вертикали сеть - дороги - центры по управлению местной работой - диспетчерские участки - станции - подъездные пути,

- единая нормативная база данных,

- унифицированный, единый пользовательский интерфейс на всех уровнях управления Практически он представляет собой технологический процесс принятия управляющих решений по всем разделам управления эксплуатационной работой

Отмечая исключительную важность этих принципов, к системе оперативного планирования должен быть предъявлен и ряд дополнительных требований

- постоянный анализ на всех уровнях управления текущей ситуации и прогноза ее развития с целью максимально быстрого и эффективного принятия управленческих решений для устранения последствий затруднений, а также упреждающего назначения регулировочных мер для недопущения прогнозируемых затруднений,

- возможность расчета всех видов оперативных планов по заданному ЛПР критерию,

- возможность индивидуальной настройки уровня детализации планов

Систему оперативного планирования перевозок предлагается строить

на основе комплекса распределенных программных модулей, функционирующих на основных объектах управления (рисЗ) Моделирование и оптимизационное планирование каждого объекта должны осуществлять так называемые программные информационно-планирующие модули (ИПМ). Роль связующего звена между этими модулями должна обеспечить единая сетевая система динамического планирования перевозок (СДПП), функционирующая на сетевом уровне Основной ее задачей является поддержка баз данных, обеспечивающих прогнозирование и планирование продвижения всех поездов и вагонов до станции назначения

Рис.3. Общая структура единой сетевой системы оперативного планирования перевозок

Задачей ИПМ линейного уровня (ИПМ участков, сортировочных и грузовых станций) является моделирование работы объектов линейного уровня на основе информации о прогнозируемом подходе к ним поездов и вагонов, имеющейся в СДПП Так, в результате моделирования работы станций осуществляется текущее планирование ее работы, прогнозирование отправления поездов со станции Текущий план используется персоналом станции, а уточненный прогноз времени отправления поездов передается обратно в СДПП Аналогично для участков план-график движения поездов передается в АРМ ДНЦ, а уточненный прогноз времени выхода поездов с участка передается обратно в СДПП Основной функциональный состав ИПМ линейного уровня реализован в системах «ГИД-Урал», АСТП станций и др

В шестой главе изложены результаты исследований, направленных на приведение действующих систем планирования работы станций и участков в соответствие с предъявляемыми к ним требованиями

Так, в системах текущего планирования работы станций должны быть реализованы следующие функции

1 Динамическое использование информации о подходе поездов к станции из СДПП,

2 Получение из СДПП информации об опаздывающих поездах и вагонах, по которым прогнозируется невыполнение срока доставки, с целью приоритетной их переработки и максимально быстрого отправления,

3 Моделирование работы станции на основе многофакторного нормирования времени выполнения стандартных и нестандартных технологических операций,

4 Периодическая (динамическая) передача информации об ожидаемом времени отправления и составе поездов в СДПП

Для реализации этих требований в диссертационной работе разработаны общая структура системы моделирования работы сортировочной станции и программа в виде динамически подключаемой библиотеки для оперативного нормирования времени выполнения технологических процессов В программе используется ситуационно-эвристический метод нормирования (СЭМН) с модифицированным алгоритмом учета влияния погодных условий

Для интеграции действующих систем планирования пропуска поездов по участку в единую систему оперативного планирования перевозок, в них необходимо реализовать

1 Использование СДПП для получения информации о прогнозируемом времени подхода поездов к участку,

2. Использование СДПП для получения информации об опозданиях поездов с целью составления графиков, обеспечивающих ввод опаздывающих поездов в расписание,

3 Оперативное многофакторное нормирование времен хода, разгонов и замедлений поездов по перегонам участка,

4 Динамическую передачу в СДПП информации об ожидаемом времени выхода поездов с участка

В рамках диссертации разработана общая структура системы моделирования работы участка Оперативное нормирование времени хода поездов по перегонам участка, разгонов и замедлений, также может быть обеспечено использованием разработанной программой оперативного нормирования времени выполнения технологических процессов

В седьмой главе на основе выполненных в диссертации исследований, с учетом возможностей вычислительной техники, разработаны теоретические аспекты построения системы динамического планирования перевозок Являясь базовым элементом единой системы оперативного планирования перевозок, она призвана обеспечить взаимоувязанную работу всех ИПМ

На рис 4 показана общая структура СДПП

СИСТЕМА ДИНАМИЧЕСКОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ПЕРЕВОЗОК.)

Динамическая модечь продвижения поездов (ДМПП)

Динамическая модель продвижения локомотивов (ДМПЛ)

Динамическая модель продвижения отправок (ДМПО)

Динамическая модель продвижения вагонов (ДМПВ)

Динамическая модель продвижения заявленных под погрузку вагонов (ДМПЗ)

Нормативные БД

- Массив опыта ДМПП

- Массив опыта ДМПВ

- Массив опыта ДМПЗ

- План формирования (ПФ)

- Расписание движения поездов (РДП)

- Нормативы движения поездов (НДП)

- Граф сети железных дорог

- Нормативы времени переработки вагонов (НПВ)

Рис 4 Общая структура СДПП

Одним из основных элементов СДПП (рис 4) должна стать Динамическая модель продвижения поездов (ДМПП). Задачей этого модуля является моделирование продвижения всех поездов до станции назначения (станции расформирования) Кроме того, в нем должно быть реализовано моделирование продвижения еще не сформированных поездов, информация о составе и времени отправления которых известна

В упрощенном виде база данных ДМПП представляет собой следующую структуру (рис 5)

Иденти- - Параметры поезда - Расписание ЙПОЗДйШШ

фикатор* поезда - (индегс, номер, вес, Ълина, ) - ФаХ/ыкиасое продвижение Щорт ■■ прШищния £ (текущее, ^тнйзу^&ф, а, , допустимое)

Рис 5 Схематическая структура записи БД ДМПП

Рассмотрим структуру каждого элемента строки БД динамической модели продвижения поездов

Идентификатор поезда - уникальный идентификационный код поезда Этот код присваивается системой автоматически при поступлении информации о новом поезде и предназначен для однозначной идентификации каждого поезда в рамках сетевой базы данных

Параметры поезда - информация о поезде индекс поезда, номер поезда, род поезда, количество вагонов, вес, длина, признак движения по расписанию, текущее местоположение (код станции, участка), данные о всех вагонах и др

Расписание - расписание или расчетный график движения поезда от станции отправления (формирования) до станции назначения (расформирования) в универсальном формате представления графика движения поездов (ГДП) Проект универсального формата представления ГДП приведен в приложении диссертации

Фактическое продвижение - информация о фактическом продвижении поезда в универсальном формате представления ГДП

Прогноз продвижения - прогноз продвижения поезда до станции назначения в универсальном формате представления ГДП

Результатом автоматической обработки и сопоставления информации о расписании, фактическом продвижении и прогнозируемом продвижении поезда является расчет возможного опоздания. Можно выделить три вида опоздания:

- Текущее (фактическое) опоздание - фактическое опоздание поезда, зарегистрированное в последней контрольной точке,

- Прогнозируемое опоздание прибытия на конечную станцию -

опоздание, рассчитанное на основе прогноза продвижения поезда,

- Допустимое опоздание - значение опоздания, считающееся допустимым Различные категории поездов имеют различное допустимое время опоздания Объективно добиться абсолютно точного выполнения графика движения поездов и расписания очень трудно Практически для пассажирских поездов допускается опоздание в 1-3 минуты Допустимое время опоздания грузовых поездов задается компьютером автоматически по категории поезда на основе НСИ Оно может задаваться и вручную на основе требований выполнения срока доставки, максимально допустимого времени прибытия на станцию для подачи вагонов под выгрузку и др

В зависимости от уровня превышения допустимого опоздания система передает информацию поездному диспетчеру, поездному диспетчеру направления, старшему поездному диспетчеру и т д для срочного принятия регулировочных мер Кроме того, динамический расчет прогнозируемого опоздания позволит поездному диспетчеру оценивать эффективность реализуемых регулировочных мер

Таким образом, основными задачами ДМПП являются

1 Моделирование продвижения всех сформированных и планируемых к формированию поездов до станции назначения (станции расформирования),

2 Контроль строгого выполнения графика движения пассажирских и срочных грузовых поездов (движущихся по расписанию), прогнозирование возможных опозданий

Прогноз продвижения поезда в ДМПП строится с использованием двух методов

1 На основе моделирования работы участков и станций (в рамках ИПМ) Для этого метода характерна высокая достоверность и точность прогноза, но на небольшой период времени (3-6 часов),

2 На основе оперативно рассчитываемых в ГВЦ ОАО «РЖД» нормативов продвижения

Принципиальной особенностью разработанной в диссертации ДМПП является то, что в ней предлагается сочетать достоинства этих методов и осуществлять прогнозирование в несколько этапов На первые 3-6 часов прогнозирование продвижения осуществляется по первому методу - на основе моделирования работы участков и станций Прогнозирование дальнейшего продвижения до станции назначения осуществляется на основе нормативного ГДП (рис 6) Это позволяет получить высокую точность прогноза на ближайшую перспективу (3-6 часов) и более низкую, но

г.„. ( ... Прогноз ' Прибытия на I \ Станцию 2 |

V______

Стшцих 0---—-------V-

Прогноз продвижения на осюее

моделирования в ИПМ

-----,

| прогноз ] I Прогно5 • прибытия на ! , прибытия на '

) СТЛИ1ЦИЮ5 ' кс+й^нуюсгЫ

___)

0- -

Пеигноз прцднн*ет1ид на ословс НЧТ01 -1Ч?РЛС-ГЛ расг псами» хлй

ымо^афлшс^ноа ^ориироьанна

практически удовлетворительную точность на длительную перспективу (более 6 часов). Для опаздывающих поездов, а также поездов, следующих не по ((твердому» расписанию, целесообразно использовать оперативное многофакторное нормирование (СЭМН).

-Гч

V

И ПМ Станции «1»

(Мойвпироьание)

ИПМ Участка »1-2* ! ИПМ Учасгеа «2-3» (Моделирование)

т дмпп

>

Прогноз ] Пррою.Л

прибытия ка 1 ; прибь-ги* на сз>»1*<ю ? ] | сганчию4 !

ПрЭГНЕН си пригони

СО 1 I

Рис.6. Последовательность прогнозирования продвижения поезда в ДМПП

Как только информация о новом поезде появляется в ДМПП, ее могут использовать ИПМ следующих участков по маршруту движения поезда. Эта информация в ИПМ обрабатывается и, в результате, планируемое время выхода поезда с соответствующего участка (из зоны слежения ИПМ) передается обратно в ДМПП.

При этом каждый из ИПМ обновляет только тот прогноз, который он сам рассчитал. Так, в процессе движения поезда ИПМ участка «1 -2» динамически обновляет данные, указанные в ячейке «Прогноз прибытия на станцию «2», а ИПМ участка «2-3» динамически обновляет данные, указанные в ячейке «Прогноз прибытия на станцию «3». ИПМ в качестве исходных данных могут использовать только информацию о планируемых операциях и период до 6 часов вперед. Таким образом, если по прогнозу поезд прибудет на станцию «3» только через 6 часов, то ИПМ «Участка 3-4» уже не будет брать эту информацию в расчет, и соответственно не рассчитает прогноз прибытия на станцию «4», Дальнейшее прогнозирование движения поезда возьмет на себя сама ДМПП, осуществив расчеты на основе нормативов, заложенных в графике движения поездов или используя результаты многофакторного нормирования. Таким образом обеспечивается динамическое моделирование и прогнозирование движения поездов вплоть до станции назначения с параллельным расчетом текущего опоздания и

прогнозируемого опоздания прибытия на конечную станцию По прибытии поезда на конечную станцию осуществляется удаление данных о нем из ДМПП

На рис 6 видно, что любое изменение поездной ситуации, будь то фактическая задержка отправления с начальной станции, задержка на промежуточных станциях, и даже возникновение проблем с пропуском поездов на участках, которые планируется проследовать только через несколько часов (до 6 часов), сразу же найдет отражение в ДМПП В случае возникновения затруднений и опозданий, ДМПП, в зависимости от характера и масштаба затруднений, известит диспетчеров причастных поездных кругов, ДГП направления, диспетчерский аппарат ЦУП Своевременное получение информации о затруднениях (в т ч прогнозируемых) позволит своевременно принять необходимые регулировочные меры для снижения их последствий или устранения При этом в большинстве ситуаций система, а точнее ИПМ участков и станций, сами предложат оптимальные варианты пропуска поездов, варианты возможных регулировочных мер

Следующим этапом в развитии систем оперативного управления перевозками должен стать переход от управления вагонами и вагонопотоками к управлению «отправками» Должна быть создана «Динамическая модель продвижения отправок» Ее задачей станет моделирование (планирование) продвижения отправок, которое включает в себя

1 Динамическое моделирование продвижения вагонов (ДМПВ) до станции назначения Сюда входит как моделирование продвижения планируемых к погрузке или погруженных вагонов до станции выгрузки, так и моделирование продвижения порожних вагонов до станции погрузки Основой для построения этой модели является, прежде всего, ДМПП,

2 Динамическое моделирование продвижения «заявленных под погрузку» вагонов (ДМПЗ) Здесь планируется продвижение так называемых «виртуальных» вагонов, т е вагонов, которые будут поданы под погрузку по заявкам грузоотправителей Заранее неизвестно, какой конкретно вагон будет подан под погрузку под конкретную заявку Поэтому, для планирования продвижения таких вагонов будут использоваться «виртуальные» номера вагонов

Объединяя эти два модуля, ДМПО представляет собой единую базу данных с единой структурой, в которой для каждого вагона, как «реального» так и «виртуального», будет построен план его продвижения до станции назначения

Структура полей ДМПО во многом сходна с ДМПП Прогноз продвижения вагонов строится также в два этапа На первом этапе - на основе прогноза продвижения поездов (ДМПП), а на втором — на основе массивов опыта продвижения вагонов.

Таким образом, предлагаемые в диссертации решения позволят сформировать единую, динамически обновляемую сетевую базу данных, из которой можно легко получить прогноз поездного и вагонного положения на любом объекте управления, начиная от конкретной станции и участка, и заканчивая дорогой и сетью в целом

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Теория и практика автоматизированного оперативного планирования эксплуатационной работы развиваются в направлении увеличения периода и детализации прогнозирования объемов работ, состояний объектов управления и возможных затруднений Решение оптимизационных задач и повышение качества принимаемых управляющих решений требует более точного и многофакторного прогнозирования и планирования работы объектов управления на всех уровнях

2 В результате исследований выявлены закономерности влияния на выполнение показателей оперативных планов основных факторов вагонопотоков (с учетом местоположения, состояния и назначения вагонов), объемов поездной и грузовой работы, ремонтных работ и прочих Составлены схемы расчета основных показателей сетевого и дорожного суточных планов

3 На показатели оперативных планов оказывают существенное влияние погодные условия и календарные особенности Применяемые в моделях коэффициенты учета погодных условий уточняют прогнозируемые значения для большинства показателей оперативных планов в среднем на 1-5% Разработанные методики комплексного самообучения таблиц коэффициентов влияния погодных условий позволяют быстро обучить и адаптировать разработанные пусковые таблицы под особенности дорог и индивидуальные особенности каждого из прогнозируемых показателей Экспериментальная проверка модифицированного автором ситуационно-эвристического метода прогнозирования (СЭМП) показала эффективность метода при прогнозировании показателей дорожного и сетевого суточных планов Опытные расчеты показателя «Сдача порожних полувагонов Московской ж д » и «Выгрузка вагонов на Горьковском отделении Горьковской ж д » в

предстоящие (плановые) сутки показали удовлетворительную достоверность Отклонения прогнозов от фактического выполнения были в пределах 2-6%

4 Предложенные модели суточного прогнозирования позволяют на 10-60% снизить отклонения прогнозов количественных показателей, которые рассчитывают в настоящее время с помощью статистических коэффициентов Это, в свою очередь, обеспечит повышение качества планирования ресурсов для погрузки грузов, распределения поездопотоков по направлениям, загрузки сортировочных станций Опытные расчеты прогноза показателя «Выгрузка вагонов на Горьковском отделении Горьковской ж д » показали увеличение точности прогноза более чем на 60% по сравнению с действующей методикой

5. Более качественные прогнозы показателей дорожного и сетевого суточного плана позволяют перейти к прогнозированию затруднений и автоматизированной выработке регулировочных мер по их устранению Для использования в системах дорожного суточного планирования разработаны классификаторы возможных затруднений и регулировочных мер, способных смягчить и устранить эти затруднения

6 Предложено создание единой сетевой системы оперативного планирования поездной и грузовой работы, обеспечивающей сквозное комплексное планирование на период до 10 суток с различным уровнем детализации Сформулированы основные принципы построения такой системы, ее цели и задачи Система должна обеспечить оперативное планирование работы всех основных объектов управления — начиная от станций и участков, и заканчивая дорогами и сетью в целом Базовым элементом единой сетевой системы оперативного управления поездной и грузовой работой должна стать система динамического планирования перевозок, включающая в себя подсистемы динамического планирования продвижения поездов, вагонов, локомотивов и отправок Разработаны основные алгоритмы «ядра» системы, определена технологическая структура баз данных Основной принцип, который заложен в предлагаемых решениях - это постоянный анализ на всех уровнях управления текущей ситуации и прогноз ее развития с целью максимально быстрого и эффективного принятия управленческих решений для устранения последствий возникших затруднений, а главное - упреждающего назначения регулировочных мер для недопущения прогнозируемых затруднений.

7 В рамках создания системы динамического планирования перевозок необходима существенная модернизация существующих систем планирования работы участков и станций К ним предъявляется ряд новых требований по повышению качества планирования, учету влияющих

факторов и комплексному увеличению быстродействия Так, в диссертации предложен комплекс мер по повышению качества составления планов-графиков движения поездов С участием автора разработана типовая программа (динамически подключаемая библиотека) для оперативного нормирования времени выполнения технологических процессов, в том числе и времени хода поездов по участку, времени выполнения технологических процессов на станциях

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора:

1 Юсипов Р А Оперативное нормирование технологических операций// Железнодорожный транспорт 2001 №8 С 61 63

2 Юсипов Р А Самообучение модели учета влияния погодных условий на продолжительность выполнения технологических процессов // Вестник ВНИИЖТ 2003 №5 С 20 24

3 Тулупов Л П , Юсипов Р А Применение ситуационно-эвристических методов в оперативном планировании поездной и грузовой работы // Железнодорожный транспорт 2006 №3 С 71 74

4 Шапкин И Н, Юсипов Р А , Кожанов Е М Моделирование поездной работы на основе многофакторного нормирования технологических операций // Вестник ВНИИЖТ 2006 №4 С 30 36

5 Тулупов Л П., Юсипов Р А Развитие систем оперативного планирования поездной и грузовой работы // Сборник научных трудов с международным участием Транссибирская магистраль - важнейший элемент евроазиатского транспортного коридора Чита 2004 С 72 83

6 Шапкин И Н, Юсипов Р А , Кожанов Е М Повышение безопасности движения поездов на основе моделирования поездной работы на участках// Безопасность движения поездов // Труды VII Научно-практической конференции - М МИИТ, 2006 г С 28 30

ЮСИПОВ Ренат Алиевич

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОКАЗА ТЕЛЕЙ В ОПЕРАТИВНЫХ ПЛАНАХ ПОЕЗДНОЙ И ГРУЗОВОЙ РАБОТЫ

АВТОРЕФЕРАТ Специальность 05 22 08 - Управление процессами перевозок

Подписано к печати 02. (0, 0?, Формат 60x90 1/16

Заказ № 5, Уел печ л Тираж $>() экз

127994, Москва, ул Образцова, 15. Типография МИИТ

ВВЕДЕНИЕ.

РАЗДЕЛ 1. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ВОЗМОЖНЫХ ЗАТРУДНЕНИЙ В ОПЕРАТИВНОМ ПЛАНИРОВАНИИ ПОЕЗДНОЙ И

ГРУЗОВОЙ РАБОТЫ.

Глава 1. Развитие теории и практики оперативного планирования поездной и грузовой работы.

1.1. Развитие теории и практики оперативного планирования на Российских железных дорогах.

1.2. Развитие теории и практики оперативного планирования на зарубежных железных дорогах.

1.3. Современная технология оперативного планирования поездной и грузовой работы.

1.4. Структура задач оперативного планирования.

Глава 2. Методы многофакторного оперативного прогнозирования и нормирования.

2.1. Ситуационно-эвристический метод прогнозирования (СЭМП).

2.2. Ситуационно-эвристический метод нормирования (СЭМН).

2.4. Самообучение модели учета влияния погодных условий на продолжительность выполнения технологических процессов.

Глава 3. Сетевое суточное планирование поездной и грузовой работы.

3.1. Действующая система сетевого суточного планирования.

3.2. Прогнозирование основных показателей сетевого суточного плана.

3.3. Расчет выделенного показателя «Сдача порожних полувагонов Московской железной дорогой».

Глава 4. Дорожное суточное планирование поездной и грузовой работы.

4.1. Действующая система дорожного суточного планирования.

4.2. Прогнозирование основных показателей дорожного суточного плана и возможных затруднений.

4.3. Расчет выделенного показателя «Выгрузка вагонов на Горьковском отделении Горьковской ж. д.».

4.4. Технико-экономическая эффективность улучшения дорожного суточного планирования.

4.5. Прогнозирование затруднений в поездной и грузовой работе при дорожном суточном планировании.

РАЗДЕЛ II. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАЗВИТИЮ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ПЕРЕВОЗОК.

Глава 5. Общие принципы построения системы оперативного планирования перевозок.

5.1. Принципы построения единой системы оперативного планирования перевозок.

5.2. Технологическая структура единой системы оперативного планирования перевозок.

Глава 6. Оперативное планирование перевозок на линейном уровне.

6.1. Моделирование поездной работы на станциях.

6.2. Моделирование грузовой работы на станциях.

6.3. Моделирование работы участка.

Глава 7. Особенности оперативного планирования работы направлений, дорог, сети.

7.1. Планирование продвижения поездов.

7.2. Планирование продвижения вагонопотоков.

7.3. Задачи решаемые системой динамического планирования перевозок и последовательность их реализации.

Железнодорожный транспорт является одной из важнейших базовых отраслей экономики. Переход железнодорожного транспорта в новую организационную форму ОАО «РЖД» привел к образованию крупнейшей транспортной компании, обеспечивающей 39% совокупного грузооборота и 41% пассажирооборота страны. На фоне позитивных изменений в социально-экономическом положении страны, улучшаются и показатели работы ОАО «РЖД». Последние 7- 8 лет характеризуются неуклонным ростом объемов грузовых и пассажирских перевозок.

Для осуществления перевозок ОАО «РЖД» имеет свыше 20 тысяч единиц локомотивного парка, более 625 тыс. грузовых и более 26 тыс. пассажирских вагонов. При этом основная на сегодняшний день проблема ОАО «РЖД» - крайне высокая степень износа основных производственных фондов. Большинство действующих локомотивов и вагонов выработали по отдельным параметрам свой ресурс более чем на 70%. Серьезной проблемой является и высокая доля морально устаревших основных фондов.

Существующие проблемы производственной базы ОАО «РЖД» неизбежно будут оказывать негативное влияние на текущие показатели работы железных дорог. Высокий уровень износа, а также неуклонное увеличение стоимости энергоносителей будут способствовать постоянному росту эксплуатационных расходов.

Таким образом, на современном этапе развития железнодорожного транспорта исключительное значение приобретает совершенствование эксплуатационной работы на базе новейших информационных технологий, телекоммуникационных систем, логистических методов управления, что позволит существенно улучшить основные показатели работы железных дорог, повысить конкурентоспособность железнодорожного транспорта и обеспечить безопасность движения поездов.

В настоящее время происходят существенные изменения в оперативном управлении перевозками на всей сети железных дорог России. Стремительное развитие информационных технологий, систем связи и телекоммуникаций, позволяет поднять систему оперативного управления перевозками на новый уровень. На всей сети железных дорог созданы и успешно функционируют Дорожные диспетчерские Центры Управления Перевозками (ДЦУП). На уровне отделений дорог создается сеть центров управления местной работой (ЦУМР). Оперативное управление перевозками на сетевом уровне осуществляется в Центре управления перевозками (ЦУП) ОАО «РЖД». Использование современных автоматизированных систем управления способствует концентрации оперативного управления в диспетчерских центрах

Современные информационные системы позволяют получить на всех уровнях доступ к любой необходимой информации, начиная от реальной дислокации вагонов и локомотив и заканчивая укрупненными показателями работы дорог и сети в целом. Такие системы как АСОУП, ДИСПАРК, ГИД «Урал-ВНИИЖТ», АСУМР, СИРИУС и др. позволили решить многие задачи управления перевозочным процессом.

Однако существенным недостатком многих современных информационных систем является то, что Лицо, принимающее решение (ЛПР), все еще принимает управляющие решения исходя из сложившейся ситуации на основе собственного опыта и субъективной оценки будущего развития ситуации, что во многих случаях приводит к принятию неоптимальных решений.

Для дальнейшего совершенствования управления перевозочным процессом необходимо повысить эффективность решений с помощью ЭВМ первоочередных задач оперативного планирования поездной и грузовой работы. К числу этих задач относятся, прежде всего, выполнение заявленной погрузки и выгрузки, передача поездов и вагонов, эффективное использование подвижного состава, предотвращение и рациональное устранение затруднений в поездной и грузовой работе. Трудности их решения связаны с тем, что проходящие на сети железных дорог процессы в определенном смысле носят стохастический характер. Это вызвано неравномерностью в поездной работе, которая обусловлена неритмичностью погрузки, выгрузки и передачи вагонов между дорогами и отделениями. Отклонения от средних значений составляют от нескольких процентов по сезонам года, месяцам до десятков процентов по дням и часам суток. Колебания поездо- и вагонопотоков существенно осложняют организацию эксплуатационной работы. В грузовом движении крайне редки одинаковые ситуации на станциях и участках. Диспетчерскому аппарату на всех уровнях управления приходится постоянно находить оптимальные решения в неповторяющихся ситуациях. Поэтому оперативное управление перевозочным процессом на основе достоверного и детализированного прогноза - это основа успеха в управлении перевозочным процессом.

Таким образом, задача перехода от информационного к информационно-прогнозному, а от него к оптимизационно-управляющему режиму, является крайне актуальной.

Предлагаемая к защите диссертация состоит из двух разделов. В первом разделе, который называется «Прогнозирование показателей и возможных затруднений в оперативном планировании поездной и грузовой работы», предложен комплекс мер по совершенствованию существующей методики сетевого и дорожного суточного планирования показателей поездной и грузовой работы, в частности:

- Проведен анализ существующих методов прогнозирования показателей поездной и грузовой работы, выявлены их достоинства и недостатки;

- Модифицирован ситуационно-эвристический метод прогнозирования, за счет применения алгоритмов ускоренного обучения таблиц влияния погодных условий. Разработаны типовые схемы расчета основных показателей дорожного и сетевого суточных планов;

- Разработана методика прогнозирования затруднений в поездной и грузовой работе, составлены классификаторы возможных затруднений и регулировочных мер дорожного уровня, способных смягчить и устранить эти затруднения.

Все предлагаемые в первом разделе диссертации методы и алгоритмы могут быть реализованы на практике уже сейчас. Для их использования на дорожном и сетевом уровне, достаточно разработать лишь систему сбора исходных данных (влияющих факторов) из различных железнодорожных информационных систем.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Теория и практика автоматизированного оперативного планирования эксплуатационной работы развиваются в направлении увеличения периода и детализации прогнозирования объемов работ, состояний объектов управления и возможных затруднений. Решение оптимизационных задач и повышение качества принимаемых управляющих решений требует более точного и многофакторного прогнозирования и планирования работы объектов управления на всех уровнях.

2. В результате исследований выявлены закономерности влияния на выполнение показателей оперативных планов основных факторов: вагонопотоков (с учетом местоположения, состояния и назначения вагонов), объемов поездной и грузовой работы, ремонтных работ и прочих. Составлены схемы расчета основных показателей сетевого и дорожного суточных планов.

3. На показатели оперативных планов оказывают существенное влияние погодные условия и календарные особенности. Применяемые в моделях коэффициенты учета погодных условий уточняют прогнозируемые значения для большинства показателей оперативных планов в среднем на 1-5%. Разработанные методики комплексного самообучения таблиц коэффициентов влияния погодных условий позволяют быстро обучить и адаптировать разработанные пусковые таблицы под особенности дорог и индивидуальные особенности каждого из прогнозируемых показателей. Экспериментальная проверка модифицированного автором ситуационно-эвристического метода прогнозирования (СЭМП) показала эффективность метода при прогнозировании показателей дорожного и сетевого суточных планов. Опытные расчеты показателя «Сдача порожних полувагонов Московской ж.д.» и «Выгрузка вагонов на Горьковском отделении Горьковской ж. д.» в предстоящие (плановые) сутки показали удовлетворительную достоверность. Отклонения прогнозов от фактического выполнения были в пределах 2-6%.

4. Предложенные модели суточного прогнозирования позволяют на 1060% снизить отклонения прогнозов количественных показателей, которые рассчитывают в настоящее время с помощью статистических коэффициентов. Это, в свою очередь, обеспечит повышение качества планирования ресурсов для погрузки грузов, распределения поездопотоков по направлениям, загрузки сортировочных станций. Опытные расчеты прогноза показателя «Выгрузка вагонов на Горьковском отделении Горьковской ж. д.» показали увеличение точности прогноза более чем на 60% по сравнению с действующей методикой.

5. Более качественные прогнозы показателей дорожного и сетевого суточного плана позволяют перейти к прогнозированию затруднений и автоматизированной выработке регулировочных мер по их устранению. Для использования в системах дорожного суточного планирования разработаны классификаторы возможных затруднений и регулировочных мер, способных смягчить и устранить эти затруднения.

6. Предложено создание единой сетевой системы оперативного планирования поездной и грузовой работы, обеспечивающей сквозное комплексное планирование на период до 10 суток с различным уровнем детализации. Сформулированы основные принципы построения такой системы, ее цели и задачи. Система должна обеспечить оперативное планирование работы всех основных объектов управления - начиная от станций и участков, и заканчивая дорогами и сетью в целом. Базовым элементом единой сетевой системы оперативного управления поездной и грузовой работой должна стать система динамического планирования перевозок, включающая в себя подсистемы динамического планирования продвижения поездов, вагонов, локомотивов и отправок. Разработаны основные алгоритмы «ядра» системы, определена технологическая структура баз данных. Основной принцип, который заложен в предлагаемых решениях - это постоянный анализ на всех уровнях управления текущей ситуации и прогноз ее развития с целью максимально быстрого и эффективного принятия управленческих решений для устранения последствий возникших затруднений, а главное - упреждающего назначения регулировочных мер для недопущения прогнозируемых затруднений.

7. В рамках создания системы динамического планирования перевозок необходима существенная модернизация существующих систем планирования работы участков и станций. К ним предъявляется ряд новых требований по повышению качества планирования, учету влияющих факторов и комплексному увеличению быстродействия. Так, в диссертации предложен комплекс мер по повышению качества составления планов-графиков движения поездов. С участием автора разработана типовая программа (динамически подключаемая библиотека) для оперативного нормирования времени выполнения технологических процессов, в том числе и времени хода поездов по участку, времени выполнения технологических процессов на станциях.

1. Анненков А.В., Шаров В.А. Информационные технологии перевозок грузов/ТЖелезнодорожный транспорт, 1998, №4. С. 27-29.

2. Апатцев В.И. Решение конфликтных ситуаций в имитационной модели работы грузовой станции. Межвузовский сб. науч. тр. - М.: МИИТ, 1988, вып. 798. С.25-29.

3. Архангельский А.Я. Программирование в Delphi 4. М,: БИНОМ, 1999. -768с.

4. Батисс Ф. Грузовые перевозки на железных дорогах мира// Железные дороги мира, 1993, №2. С. 13-27.

5. Батурин А.П. "Оптимальное развитие линейных транспортных систем". М., Транспорт, 1991. 176 с.

6. Бодюл В.И., Лизунов А.И. Прогнозирование поездного положения на двухпутных линиях в реальном времени. // Вестник ВНИИЖТ. 1993 №7

7. Бородин А.Ф. Система организации вагонопотоков// Железнодорожный транспорт 2006 - № 3 - с.48-50.

8. Бородин А.Ф. Транспортное обслуживание и организация вагонопотоков. Вестник ВНИИЖТ. №5,1997г.

9. Бородин А.Ф., Москалев А.А., Прилепин Е.В. Автоматизированные центры управления местной работой// Железнодорожный транспорт. 2004. №6. С.35.40.

10. Буянов В.А. Автоматизация управления сортировочными станциями (методы решения задач). М.:Транспорт. Труды ВНИИЖТ, 1977, Вып. 575

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

12. Н.Буянов В.А., Ратин Г.С. Автоматизированные информационные системы на железнодорожном транспорте. -М.:Транспорт, 1984. 329 с.

13. Васильев И. И. Графики и расчеты по организации железнодорожных перевозок. М.: Трансжелдориздат. 1941 - 321 с.

14. Гершвальд А.С. Исследование и разработка проблемы оптимизации оперативного управления процессом грузовых перевозок на железнодорожном транспорте России. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва -2001 г, 520 с.

15. Гершвальд А.С. Технология оперативного планирования станционных процессов. // Вестник ВНИИЖТ, 1990, №4 С.6-9.

16. Гоманков Ф.С. Технология и организация перевозок на железнодорожном транспорте: Учеб. для вузов. М.: Транспорт, 1994.

17. Гоманков Ф.С. Шамров М.И. Автоматизация управления перевозками с позиций современной теории // Железнодорожный транспорт -2004-№ 2.- С.65-69.

18. Елисеев С.Ю., Соснов Д.А. Концепция построения автоматизированной системы управления //Жел.-дор. Транспорт -2003 -№11

19. Елисеев С.Ю. Жабров С.С., Ю.В. Попов Ю.В Комплексная автоматизированная система разработки графика// Железнодорожный транспорт. 2005.№ 8.С.16.21: ил.

20. Ивахненко А.Г. Индуктивный метод самоорганизации моделей сложных систем. Киев. «Наукова думка». 1982 г. 296 с.

21. Иловайский Н.Д., В.А. Король. "Маркетинг в перевозках грузов" М., Транспорт, 1995 г. 248 с.

22. Инструкция по оперативному планированию поездной и грузовой работы железных дорог / Под ред. С.Ю.Елисеева и А.Ф.Бородина. М.:Техинформ, 2001. 40 с.

23. Климанов B.C., Васильев В.И, Автоматизация процедур принятия решений в условиях концентрации диспетчерского руководства// Вестник ВНИИЖТ, 1988, №2.С.6-10.

24. Красковский Е.Я. История железнодорожного транспорта России в 2-х томах// СПБ: Выбор,1994. -336 с.

25. Круглов В.В., Борисов В.В. Искусственные нейронные сети. М.:Горячая линия-Телеком, 2003.- 382с.

26. Кузнецов Г.А., Шевелев Ф.А. Реализация, учет и анализ выполнения //Железнодорожный транспорт.2005.№ 8. С.22-26.

27. Крюков Н.Д. Автоматизация сменно-суточного планирования эксплуатационной работы дороги. М.:Транспорт. 1975 г, 128 с.

28. Кудрявцев В.А. Управление движением на железнодорожном транспорте: Учебное пособие для вузов ж.-д. трансп. М.:Маршрут, 2003.-200 с

29. Кузнецов А.В., Тишкин Е.М, Филипченко С.А. и др.Автоматизированная система ДИСПАРК/ // Автоматика, связь, информатика 2006.-№ 2 - С.44-45

30. Кузнецов А.П. Методологические основы управления грузовыми перевозками в транспортных системах. ВИНИТИ РАН, 2002 - 276 с

31. Кузнецова Т. Г. Информационное обеспечение оперативного управления работой сортировочной станции //

32. Транспорт: наука,техника,управление : Сборник обзорной информации/ ВИНИТИ. -М. 2005. N8. С. 17 - 20

33. Кутыркин А.В. Разработка моделей и алгоритмов решения функциональных задач управления транспортными системами и производством. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва -2004 г, 378 с.

34. Левин Д.Ю. "Диспетчерские центры и технология оперативного управления перевозочным процессом". М., "Маршрут", 2005. 759 с.

35. Левин Д.Ю. Важная часть общей структуры диспетчерского руководства// Железнодорожный транспорт.2004. № 7.С.34-37.

36. Лецкий Э.К. и др. Информационные технологии на железнодорожном транспорте. М.Издательство УМК МПС 2000

37. Лизунов А.И. Метод оперативного планирования пропуска поездов // «Железнодорожный транспорт», 1995 г., №9, стр. 2-6.

38. Лисицын А. Л. Ученые ВНИИЖТа к 85 летию института. М.:Интекст -2003г.-32 с.

39. Макаров В.М. Разработка и применение математической модели оперативного прогнозирования поездной работы железнодорожного направления в АСУЖТ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва -1984 г 202 с.

40. Минх А.А. Методы гигиенических исследований, М., 1971, с.35-42.

41. Минх А.А. Общая гигиена: учебник для студентов стоматологических факультетов. М.: Медицина, 1984. - с.73-75.

42. Павловский А. А. Эксплуатация и сопровождение отраслевых информационных систем // Автоматика, связь, информатика : Научно-популярный производственно-технический журнал/ МПС России. -М.: МПС России 2005. -N6. С. 34 - 37

43. Пазойский Ю.О. Математическая модель оптимизации пассажирских перевозок в дальнем сообщении/ Ю.О. Пазойский, Д.В. Глазков// Вестник ВНИИЖТ.- 2004.- N 2.-- С.46-47.

44. Петров А.П., Буянов В.А., Угрюмов Г.А. Автоматизация, вычислительная и микропроцессорная техника в эксплуатационной работе железных дорог: Учебник для техникумов ж.-д. транспорта. ~ М.: Транспорт, 1987. 245 с.

45. Поддавашкин Э.С., Тишкин Е.М. Автоматизация управления вагонным парком//Железнодорожный транспорт, 1998, №4. С.23-26.

46. Поплавский А.А., Лизунов А.И. Сквозное оперативное управление поездной работой на направлениях// Железнодорожный транспорт. 2007. №1 С. 16-24.

47. Развитие автоматизированной системы управления грузовой станции/ А.А. Смехов, Н.А. Зудилин, Т.А. Николаева, В.М. Николашин; Под ред. А.А. Смехова.-М.: Транспорт, 1996. 144 с.

48. Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект. Современный подход. М.:Вильямс. - 2006. - 1408 с.

49. Розенберг Е.Н., Тишкин Е.М. Пути перехода к информационно-управляющим системам// Жел.-дор. транспорт. -2003. №11.

50. Самарина Н.А. Составление двухпутного графика движения поездов на ЭВМ. М.: «Транспорт», 1971, 124 с.

51. Седжвик Р. Фундаментальные алгоритмы на С. Части 1 4. Анализ. Структуры данных. Сортировка. Поиск. М.: ДиаСофтЮП. - 2003 - 672 с.

52. Системы автоматизации и информационные технологии управления перевозками на железных дорогах: Учебник для вузов ж.-д. транспорта/ Гапанович В.А., А.А. Грачев и др.; Под ред. В.И. Ковалева, А.Т.Осьминина, Г.М.Грошева. М.:Маршрут, 2006. -544 с.

53. Смехов А.А., Лазарев Х.М. и др. Оптимизация процессов грузовой работы. М.: Транспорт, 1973. - 264 с.

54. Сотников И.Б. Взаимодействие станций и участков железных дорог. -М. Транспорт, 1976.-271 с.

55. Технология работы участковых и сортировочных станций. Под общ. ред. И.Г. Тихомирова. М.: Транспорт, 1973. - 268 с.

56. Типовой технологический процесс работы грузовой станции/ МГТС СССР. М.: Транспорт, 1976. - 206 с.

57. Типовой технологический процесс работы сортировочной станции/. М.:Техинформ, 2003. 274 с.

58. Тишкин Е.М. Автоматизация управления вагонным парком. М.: Интекст, 2000

59. Тищенко С.А. Исходные данные и алгоритм оперативной подготовки элементов графика движения поездов // Вестник ВНИИЖТ. 2003. №2 С. 20-24.

60. Тулупов Л. П., Юйлиан Я.Н. Многофакторное оперативное нормирование времени выполнения технологических процессов// Вестник ВНИИЖТ. 1997. №5 С. 20-24.

61. Тулупов Л.П. Оптимизация управления перевозками на линейном уровне // Железнодорожный транспорт. 2002. №6. С. 34-37.

62. Тулупов Л.П. Перспективная организация грузовой и поездной работы// Железнодорожный транспорт, 1996, №11. С. 16-19.

63. Тулупов Л.П. Управление перевозками на участках и направлениях // Железнодорожный транспорт. 2003. №4. С. 50-54.

64. Тулупов Л.П., Жуковский Е.М., Гусятинер A.M. Автоматизированные системы управления перевозочными процессами на железных дорогах: Учеб пособие для вузов. М.: Транспорт. 1991. - 207 с.

65. Тулупов Л.П., Самохвалов А.И., Шапкин И.Н. Автоматизированная система «Дорожно-сетевой диспетчер». Железнодорожный транспорт, №2,1995г., С. 12-17.

66. Тулупов Л.П., Харитонов А.В. Многофакторное оперативное нормирование дифференцированных перегонных времен хода грузовых поездов // Вестник ВННИЖТ. 1999. №1 С. 37-41.

67. Убайдуллаев И., Худайберганов К. Методы оптимизации в решении задач планирования АСУЖД. Ташкент: Фан, 1980. - 204 с.

68. Угрюмов А. К. Неравномерность движения поездов. М.:Транспорт. -1968.- 112 с.

69. У правление эксплуатационной работой и качеством перевозок на железнодорожном транспорте: Учебник для вузов/ П.С. Грунтов, Ю.В. Дьяков, A.M. Макарочкин и др.- М. Транспорт, 1994 г. -543 с.

70. Управление эксплуатационной работой и качеством перевозок на железнодорожном транспорте: Учебник для вузов/ Грунтов П.С., Дьяков Ю.В. Макарочкин А.М.и др.: Под ред. П.С. Грунтова. М.: Транспорт, 1994.-543 с.

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

72. Цевелев В.В. Прогнозирование объемных показателей работы хозрасчетных станций// Межвузовский сб. науч. тр. (НИИЖТ) «Пути совершенствования работы железных дорог Сибири», Новосибирск, 1987. С.55-60.

73. Шапкин И.Н., Зверев В.И. Информационное обеспечение задач управления поездной работой в АСОУП второй очереди// Вестник ВНИИЖТ, 1994, №3. С.30-34.

74. Шапкин И.Н., Щелоков А.И. "Технология и управление перевозками на железных дорогах (опыт, теория, практика переходного периода)". М.:Желдориздат., 2003. 527 с.88.1Имулевич М.И. АСУ промышленного транспорта//М.:Транспорт, 1976, С.265.

75. Юсипов Р.А. Оперативное нормирование технологических операций// Железнодорожный транспорт. 2001. №8 С. 61.63.

76. Юсипов Р.А. Самообучение модели учета влияния погодных условий на продолжительность выполнения технологических процессов // Вестник ВНИИЖТ. 2003. №5 С. 20-24.

77. BARANYI. Е., Gabor RACZ., Geza SZABO., Balazs SAGHI. Traffic And Interlocking Simulation In Railway Operation: Theory And Practical Solutions PERIODICA POLYTECHNICA SER. TRANSP. ENG. VOL. 33, NO. 1-2, PP. 177-185 (2005)

78. Wolfgang Feldwisch, Holger Schiilke: Die Inbetriebnahme der Grofiprojekte der Bahn zur Fufiballweltmeisterschaft 2006. In: Eisenbahntechnische Rundschau (55) 2006, Heft 5, S. 2961. Основные обозначения

79. С сдача, отправление поездов или вагонов;

80. Ш погрузочно-сдаточные ресурсы рассчитываемого объекта;

81. U работа рассчитываемого объекта;9 оборот локомотива;

82. N размеры движения (в поездах);

83. W Производительность локомотива

84. Специфику (значение) каждого показателя условимся обозначать следующими символами:

85. X отчетное значение; X - прогноз; X - задание; X - норма; X - заявка;

86. Вспомогательная информация:

87. Ф основной фактор, влияющий на выполнение рассчитываемого показателя;

88. Д изменение, отклонение любого показателя; К - критерий.