автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Расчет плана формирования поездов на основе автоматизированных систем по управлению перевозочным процессом

На правах рукописи

ОСЬМИНИНА ИРИНА ИВАНОВНА

РАСЧЕТ ПЛАНА ФОРМИРОВАНИЯ ПОЕЗДОВ НА ОСНОВЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ПО УПРАВЛЕНИЮ ПЕРЕВОЗОЧНЫМ ПРОЦЕССОМ

Специальность 05.22.08 - Управление процессами перевозок

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2005

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения» (ПГУПС).

Научный руководитель: <

доктор технических наук, профессор Ковалев Валерий Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Корниенко Анатолий Адамович Кандидат технических наук, доцент Шапкин Игорь Николаевич

Ведущее предприятие - государственное унитарное предприятие Российский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте (ВНИИАС).

Защита состоится 29 сентября 2005 г. в 13 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 218.008.02 при Петербургском государственном университете путей сообщения по адресу: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9, ауд. 7-320.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «26» августа 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Е.Ю. Мокейчев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Одной из ключевых проблем организации эксплуатационной работы ж.-д. транспорта является наиболее экономичная система организации вагонопотоков и её конкретное выражение - план формирования поездов (ПФП).

Развитие рыночных отношений в России, начавшееся в конце прошлого века, а также реформа, проводимая в настоящее время на ж.-д. транспорте, не могли не сказаться на объемах и структуре вагонопотоков, а также на технологии организации перевозок.

Неравномерность вагонопотоков сделала невозможным сохранять ПФП неизменным в течение года, как это было ранее. Пересматриваются принципы, ранее заложенные в основу организации вагонопотоков, расширяется перечень критериев оценки организации вагонопотоков. Постоянно совершенствуется система организации вагонопотоков в целях увеличения прибыли ОАО «РЖД» за счет снижения эксплуатационных затрат на основе автоматизации перевозочного процесса. ПФП стал определять потребительские свойства транспортной продукции, он является одним из основных технологических документов, обеспечивающих эксплуатационную деятельность российских ж.д., объединяющим и координирующим работу всех служб и хозяйств ж.-д. транспорта, направляя ее на достижение конечного результата - своевременной и качественной перевозки грузов.

В этих условиях задача автоматизации расчета ПФП на основе действующих в отрасли автоматизированных систем (АС), обеспечивающих перевозочный процесс, приобретает особую актуальность.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является создание автоматизированной системы расчета ПФП (технической маршрутизации) в условиях функционирования АС ление пе-

ревозками на ж.-д. транспорте. При этом объектом исследования является система организации вагонопотоков, а предметом исследования - процесс автоматизации расчета ПФП.

К числу основных задач исследования относятся разработки методик:

- автоматизированного формирования исходных данных для расчета ПФП на основе информации, получаемой из действующих на ж. д. АС;

- подготовки и формирования нормативно-справочной информации (НСИ) для автоматизированного расчета ПФП;

- создания графической схемы расчетного полигона и привязки данных о зарождении, погашении и продвижении вагонопотоков к маршрутам их следования на сети железных дорог;

- отображения данных о вагонопотоках, объектах транспортной сети и ПФП на основе нормативных и расчетных данных в автоматизированной системе расчета ПФП (АС РПФП);

- составления множества вариантов ПФП для последующей их оценки и выбора наиболее рациональных на основе автоматизированного расчета сетевого и дорожных ПФП.

Методы исследования основаны на анализе теоретических исследований, программных разработок и практики организации вагонопотоков на отечественных и зарубежных ж. д.; исследовании данных в действующих в настоящее время на сети ж. д. АС управления перевозками; анализе достоверности входной и нормативно-справочной информации, формируемой для расчета ПФП; системном подходе к расчету ПФП с учетом топологии сети ж.д. и неформальных требований, предъявляемых инженерами-разработчиками ПФП; использовании математических методов теории

графов, оптимизации потоков в сетях, прикладной комбинаторики, многокритериальной оптимизации.

Научная новизна работы. Впервые решена задача автоматизации расчета ПФП в рамках созданной АС РПФП. Исходные данные при этом формируются регулярно автоматизированным способом на базе данных и нормативно-справочной информации, получаемых из действующих АС.

Разработаны методики формирования исходных данных и НСИ для расчета внутридорожных и сетевого ПФП, привязки данных о корреспон-дируемых вагонопотоках к маршрутам следования на сети ж. д., формирования графической схемы расчетного полигона, составления множества вариантов ПФП для последующей их оценки и выбора наиболее рациональных по Парето вариантов.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Применение разработанной АС РПФП позволяет рассчитывать и корректировать сетевой и внутридорожные ПФП на основе своевременной информации о вагонопотоках с необходимой регулярностью, что обусловлено нестабильностью вагонопотоков в современных условиях.

Разработанные методики нашли свое применение в АС РПФП, функционирующей на девяти железных дорогах сети в промышленной эксплуатации и на сетевом уровне - в опытной эксплуатации

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на:

международных научно-практической конференциях «Инфотранс»: четвертой и пятой в 1999 и 2000 гг., седьмой - девятой в 2002-2004 гг. (г. Санкт-Петербург), шестой в 2001 г. в г. Сочи;

сетевых совещаниях с участием представителей ж.д. стран СНГ: «Автоматизированные системы управления организацией вагонопотоков, их внедрение и использование в рамках ЦУП МПС» (2001 г.), «Совершен-

( *

ствование организации вагонопотоков с использованием автоматизированной системы управления и построения плана формирования» (2003 г.) в г. Санкт-Петербурге;

международной научно-практической конференции «Транссибирская магистраль на рубеже ХХ-ХХ1 веков: Пути повышения эффективности использования перевозочного потенциала» (2003 г., г.Москва);

на первой и второй межведомственных научно-практических конференциях «Телекомтранс» в г. Сочи в 2003, 2004 гг.

сетевом совещании «Развитие автоматизированной системы организации вагонопотоков в ОАО «РЖД» (2004 г., г. Магнитогорск);

сетевых совещаниях главных инженеров служб перевозок железных дорог и заместителей служб по АСУ в г. Голицыно в 2000 - 2004 гг.;

заседании секции НТС ОАО «РЖД» по совершенствованию перевозочного процесса (2004 г., г. Москва);

научно-практической конференции «Совершенствование взаимодействия государственных и коммерческих структур в области организации перевозочной работы и развития технических средств на железнодорожном транспорте» (2005 г., г. Щербинка);

заседаниях кафедры «Управление эксплуатационной работой» ПГУПС в 2001-2005 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 23 работы. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 57 источников информации. Работа содержит 201 страницу машинописного текста, 10 таблиц и 74 рисунка. Приложения включают в себя 32 страницы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, дается общая характеристика рассматриваемой проблемы, формулируются цель и основные задачи, а также определяются методы исследования.

Первая глава посвящена анализу теоретических методов и практических разработок в области расчета ПФП и его автоматизации на отечественных ж.д. и за рубежом.

Основы теории расчета и организации вагонопотоков были заложены российскими учеными А.Н.Фроловым, И.И.Рихтером, И.И.Васильевым, В.Н.Образцовым, В.А.Соковичем, Б.Д.Воскресенским, П.Я.Гордиенко. Дальнейшее развитие методов расчета ПФП получило в трудах

A.П.Петрова, К.А.Бернгарда, Л.П.Тулупова, А.К.Угрюмова, А.И.Попова,

B.П.Черенина, В.М.Акулиничева, В.А.Покавкина и других. Предлагаемые методы расчета ПФП условно подразделяют на точные

(метод абсолютного расчета и его модификации) и приближенные (метод аналитических сопоставлений с различными модификациями).

Точные методы расчета ПФП даже с использованием современной техники не могут быть реализованы для большого числа станций, так как число вариантов ПФП, получаемых при данных методах астрономически велико, вычисляется по формуле:

(*-'Х*-2)

N = 2 2 (1)

где к - число станций, включенных в расчет. Поэтому точные методы традиционно использовались при расчете ПФП для направлений, включающих не более семи станций.

Автоматизация расчета ПФП начинает свою историю с конца 40-х -начала 50-х годов прошлого века.

Большой вклад в развитие теории организации вагонопотоков и методов расчета ПФП в современных условиях внесли А.А.Аветикян,

5

A.А.Абрамов, А.ПБатурин, А.Ф.Бородин, В.К.Буянова, П.С.Грунтов, С.В.Дувалян, С.Ю.Елисеев, В.А.Ивницкий, В.И.Ковалев, Н.В.Кондрахина, И.М.Кокурин, В.А.Кудрявцев, Л.В.Одинцов, А.Т.Осьминин,

B.А.Персианов, В.ВЛовороженко, АИСметанин, П.С.Соколов, Е.А.Сотников, С.Г.Стопичев, И.Н.Шапкин, В А.Шаров и другие.

С конца 1960-х до 1993 года ГВЦ МПС производил расчеты сетевого ПФП методом последовательного улучшения плана (автор - д.т.н., профессор С.В.Дувалян). В настоящее время ГВЦ ОАО «РЖД» не рассчитывает сетевой ПФП. Решение о формируемых назначениях поездов на станциях принимается экспертно специалистами по организации вагонопото-ков - инженерами по ПФП и руководящим составом служб перевозок железных дорог и ОАО РЖД - на основе информации, получаемой из отчетов ДО-17 (об исполненных вагонопотоках), ДО-1 (о передаче вагонов по междудорожным стыковым пунктам) и других отчетов. Выработанные решения вводятся инженерами по ПФП в АС «Ведение сетевой книги ПФП» (разработка ГВЦ ОАО «РЖД»).

Таким образом, задача автоматизированного расчета ПФП в настоящее время не решена и остается актуальной.

В диссертации произведена сравнительная оценка программных комплексов по расчету ПФП, разработанных за период 1959 - 2003 гг. Ранние программные разработки позволяли рассчитывать ПФП для нераз-ветвленных участков с небольшим количеством станций. Очевидно, что современный уровень развития техники и информационных технологий на ж.-д. транспорте позволяет разработать АС расчета внутридорожных и сетевого ПФП (с включением в расчет всех технически развитых станций сети ж.д.) и его регулярной оперативной корректировки, что было невозможно ранее.

В Петербургском государственном университете путей сообщения

при участии автора на основе метода многокритериальной оценки вариантов ПФП, предложенного д.т.н., профессором А.Т.Осьмининым, разработана АС РПФП, которая позволяет рассчитывать внутридорожные и сетевой ПФП с требуемой регулярностью в соответствии с колебаниями ваго-нопотоков.

В главе также дан анализ зарубежного опыта в организации вагоно-потоков. Технология перевозочного процесса и проводимые реформы за рубежом во многом отличаются от российских. Европейские и американские ж.д. опережают российские по уровню развития информатизации перевозочного процесса в силу более развитой технической базы, в первую очередь, технического оснащения подвижного состава для возможности оперативного слежения за дислокацией вагонов и контейнеров с использованием систем автоматической идентификации и систем спутниковой навигации. В силу этого в настоящее время невозможно полностью использовать зарубежный опыт автоматизации процесса управления перевозками. Необходимо основываться на существующих АС, действующих на ж.д. России.

Во второй главе даны терминологические понятия в задаче автоматизированного расчета ПФП; на основе анализа функционирующих на ж.д. АС по управлению перевозочным процессом обоснован выбор необходимых информационных показателей для расчета ПФП; разработаны методики формирования данных о вагонопотоках и необходимой НСИ, привязки данных о зарождении и погашении вагонопотоков к маршрутам следования на ж.д.; разработан механизм формирования графической схемы расчетного полигона и отображения на ней данных о вагонопотоках и объектах транспортной сети.

Автоматизированный сбор информации о корреспондируемых вагонопотоках (иначе получение расчетной «шахматки» вагонокорреспонден-

ций) - один из самых сложных и ответственных этапов расчета ПФП. До распада СССР, при плановой экономической системе, в качестве исходных данных для разработки ПФП использовались данные о плановых вагоно-потоках.

В настоящее время вследствие изменений, произошедших в эксплуатационной работе, и в силу нестабильности вагонопотоков объем перевозок на предстоящий месяц ближе к объему перевозок за предыдущий месяц, чем за тот же период предыдущего года, и чем запланированный объем перевозок, что было обосновано в работах ряда ученых (например, Величко В.И.). Поэтому исходными данными для расчета ПФП могут являться только данные о вагонопотоках между станциями полигона за предыдущий период.

Вагонопотоки, необходимые для расчета ПФП, складываются из местных вагонопотоков (зарождающихся и погашающихся на полигоне) и из транзитных с переработкой на станциях полигона. Для расчета сетевого ПФП все необходимые данные можно получать из программного комплекса ЕК ИОДВ, а внутридорожного - из ЕК ИОДВ с дополнением их накопленными данными за тот же период по транзитным с переработкой вагонам из АСОУП. В настоящее время внедряются новые АС на базе информации ЕК ИОДВ - Отправочная модель дороги (ОМ), Информационное хранилище (ИХ). С учетом этого рассмотрены возможные варианты получения данных о зарождении и погашении вагонопотоков на станциях расчетного полигона (рис.1).

Предпочтение отдано варианту выборки данных из ОМ в силу простоты доступа к соответствующим таблицам с данными и возможности выборки информации за любой период времени.

Данные о транзитных с переработкой вагонопотоках могут выбираться из оперативной информации АСОУП о поездах, прибывающих с

других дорог. Автором разработана методика накопления и обработки текстовых сообщений, поступающих из АСОУП, для формирования данных о транзитных с переработкой вагонопотоках.

Рис. 1. Схема возможных информационных потоков с данными об отправлении и прибытии в АС РПФП

Разработанные автором технологии апробированы и функционируют в настоящее время на девяти железных дорогах, на которых внедрена АС РПФП.

Для определения струй вагонопотоков при расчете ПФП необходимо знать маршруты следования вагонов. Проведенный анализ данных показывает, что в информации из ЕК ИОДВ и АСОУП практически отсутствуют данные о маршрутах следования. Возможны три варианта определения маршрутов следования вагонопотоков: определять все возможные маршруты следования между станциями зарождения и погашения вагонопотоков, по кратчайшему расстоянию, либо планируемые (как предписано по действующему на сети ПФП)..

Автором обоснована и предложена методика определения маршрутов следования вагонов в соответствии с действующим на сети ж.д. на расчетный момент ПФП, который должен присутствовать в системе в качестве НСИ. Предварительно осуществляется «привязка» станций погрузки и

выгрузки вагонов к ближайшим станциям формирования поездов (рис.2).

При разработке АС РПФП расчетный полигон рассматривается в виде графа, вершинами которого являются опорные (расчетные) станции (технические, крупные грузовые, стыковые пункты и др.). Разработанная методика формирования графической схемы полигона и отображения на ней данных о расчетных вагонопотоках (рис.3) позволяет добавлять и удалять опорные станции в процессе разработки ПФП.

Рис. 2. Схема «привязки» станций погрузки и выгрузки вагонов к станциям формирования и назначения поездов (к опорным станциям)

Г^ ■ ........................1--< ' " ' ' "ВтаИ?

1»> ' - . .' >_' __________________ .... Л. Л- . ■■■

Рис. 3. Графическая схема полигона Октябрьской ж.д. с отображением данных о направлении и масштабированных объемах вагонопотоков

Третья глава посвящена оценке достоверности исходных и нормативно-справочных данных, формируемых для расчета ПФП, и рассмотрению путей повышения уровня их достоверности, от чего в первую очередь зависит эффективность расчета ПФП.

Так как для расчета ПФП используются данные о местных и транзитных с переработкой вагонопотоках, привязанных к маршрутам следования, то изучалась достоверность:

- величины среднесуточного местного вагонопотока, зарождающегося и погашающегося на станциях, не охваченного отправительской маршрутизацией (повагонные отправки).

- величины транзитного вагонопотока, перерабатываемого на станциях, а также достоверность данных о самих станциях переработки.

- построенных маршрутов следования вагонопотоков, включающих в себя междорожные стыковые пункты приема и сдачи и станции переработки (для транзитных с переработкой вагонов). Так как маршруты следования вагонопотоков строятся по действующему ПФП, то их достоверность непосредственно связана с достоверностью нормативного описания ПФП.

Для исследования достоверности данных о вагонопотоках предложено использовать справки об отправлении и прибытии вагонов на станции (суммарные, маршрутные и «повагонные», то есть немаршрутные), формируемые по данным ОМ, а так же справки об отправительских маршрутах по данным АСОУП.

Сравнение справок о маршрутном отправлении и прибытии с данными служб перевозок Куйбышевской и Октябрьской ж.д. и с данными АСОУП об отправительских маршрутах за разные периоды 2002-2003 гг. показало, что при автоматизации сбора данных имеет место значительное занижение данных о маршрутизируемом вагонопотоке, а, значит, завыше-

ние данных о немаршрутных вагонопотоках, используемых для расчета ПФП. Это связано в первую очередь с определенным порядком предоставления скидок с тарифа, что получает свое отражение в данных ЕК ИОДВ (ОМ) о видах отправок.

Под достоверностью информации о маршрутизируемых вагонопотоках понимается отношение:

^МО(ЕК ИОДВ)

Г)1 , тМП(АСОУП) » (2)

, тМПиСОУП)

где уу, ■ количество вагонов, отправляемых со станции г в составе

маршрутных поездов по данным АСОУП за определенный период времени;

. тМО(ВК ИОДВ)

ТУ/ " ■ количество вагонов, отправленных со станции г в составе маршрутных поездов, которые оформлены как маршрутные отправки (по данным ЕК ИОДВ) за тот же период времени.

В качестве примера были рассмотрены данные об отправках с трех станций Октябрьской ж.д. (Костомукша, Ковдор, Кириши). Полученные результаты показали, что для станций Ковдор и Костомукша, обслуживающих горнообогатительные комбинаты, достоверность информации колеблется в пределах 0,65-0,68. Что касается данных по станции Кириши, обслуживающей нефтеперерабатывающий завод, и с которой отправляются маршрутные поезда с нефтегрузами в вагонах как ОАО «РЖД», так и компаний-операторов с использованием локомотивов операторов, то они фактически недостоверны (£),~0,04).

Для исключения из расчетных данных недостоверной информации о повагонных отправках предложен и реализован алгоритм сопоставления информации из АСОУП о вагонах в маршрутных поездах с данными из ЕК ИОДВ. Блок-схема алгоритма приведена на рис. 4.

©

Строка найдена?

да

Выбор из найденной строки данных: <вид отправки>, <номер наряда>, <станции отправления^ <станции назначения> и заполнение соответствующих полей в исходной строке временной таблицы

> г

¡=¡+1

!

Рис.4. Блок-схема алгоритма сопоставления данных АСОУП и ЕК ИОДВ

В четвертой главе изложены математическая модель ПФП и методики составления вариантов ПФП и выбора из составленных вариантов рациональных по Парето на основе многокритериального анализа.

Общим элементом математических моделей, используемых при разработке ПФП, является граф, представляющий сеть ж.д. Из-за чрезвычайной сложности этой сети, при разработке ПФП используют карты-схемы, включающие только те узлы сети и связи между ними, которые существенны для решения задачи. Математическими моделями этих карт-схем так же могут служить графы. Поскольку узлами на них, как правило, являются технические, в первую очередь сортировочные станции, обладающие определенной пропускной и перерабатывающей способностью, то в дальнейшем будем говорить о задаче построения допустимого потока в транспортной сети с ограниченными пропускными способностями узлов.

Опишем «базовую» математическую модель разработки ПФП, которая служит основой для более сложных моделей, рассматриваемых в диссертации. В ней игнорируется то, что вагонопотоки, перерабатываемые на сортировочной станции могут прибывать на станцию и двигаться в дальнейшем не только по сети сортировочных станций, но и по другим участкам общей железнодорожной сети. В действительности каждая сортировочная станция служит источником и стоком для местных вагонопотоков. Кроме того, функционалом цели в этой модели являются затраты вагонно-часов простоя вагонов, что так же является частным случаем возможных функционалов цели. Наконец, в этой модели предполагается, что количество вагонов, необходимое для формирования состава одно и то же для всех участков сети сортировочных станций.

Пусть <Х,А,с> - ориентированная транспортная сеть с перерабатывающими способностями узлов с(х), х е X. Для разделения направления движения вагонопотоков будем считать сеть ориентированной, так что

участку ж.-д. сети, соединяющему узлы х и у на карте-схеме соответствуют две дуги (х,у),(у,х) е А. Будем считать, что каждая заявка на перемещение груза по ж.-д. сети из пункта отправления до пункта назначения, однозначно определяет маршрут движения вагона по сети <Х,А,с> вида ц = х1 -» х2 ... -> хк, х1 е!,/ = 1

Для дуги (х,у) е А обозначим через Л(х,у) интенсивность ожидаемого вагонопотока по дуге, т.е. количество вагонов, которое в среднем должно перемещаться по этой дуге в сутки. Обозначим через Т(х,у) время накопления вагонопотока для движения по дуге (х,у), при условии, что станция х будет классифицирована как выходная для этого потока. Таким образом, интенсивность выходного потока из станции х будет равна

- где N - количество вагонов, отправляемых в среднем в сутки со

Т{х,у)

станции*.

Пусть В(х) = {(х,у) е А | х-выходная станция для потока по дуге (*.?)}■

Планом формирования назовем отображение я: X В, где В есть совокупность подмножеств дуг сети таких, что дуги в каждом подмножестве имеют общее начало. Другими словами, отображение л каждому узлу сети сопоставляет некоторое множество дуг, исходящих из этого узла, а сам узел классифицируется, как выходной для движения вагонопотоков по этим дугам.

Условие баланса вагонопотоков означает, что интенсивность общего входного потока в узел х вагонов, которые далее проследуют по дуге (х,у) равна интенсивности общего выходного потока Л(х,у):

Л0(х,у) + -^— = Л(х,у),(х,у)еВ(х), (3)

Т(х,у)

где Л0(х,у) - интенсивность входного потока в узел х, состоящего из вагонов, которые далее следуют по дуге (х,у), но без переработки в узле х (транзитные вагонопотоки).

Обозначим через Л,(*) = £ Л^х,у) общую интенсивность входно->«»<!)

го потока в узел х вагонов, которые перерабатываются в этом узле. Тогда ограничение на пропускную способность узла может быть записано в виде: Л,(*)<ф) (4)

План формирования назовём допустимым, если для каждого узла сети выполняются ограничения (3)-(4). Обозначим через П множество допустимых вариантов ПФП.

Математическая модель разработки оптимального ПФП может быть записана в виде оптимизационной задачи:

Г(я-)-»ти1, ;геП, (5)

в которой функционал Т представляет собой вагоно-часы простоя вагонов в узлах.

Поскольку имеется конечное число возможных ПФП, то задача (5) представляет собой задачу дискретной оптимизации. Однако ввиду сложной структуры множества П и функционала цели можно сказать, что на сегодняшний день предлагаемые алгоритмы ее решения недостаточно эффективны. Кроме того, при построении моделей исследователями всегда используются предположения, сильно упрощающие реальную ситуацию. В действительности задача расчёта ПФП является многокритериальной задачей. Поэтому на практике для ее решения целесообразно использовать методы перебора возможных вариантов решения.

Для сужения множества допустимых вариантов ПФП используются, с одной стороны, существующие в настоящее время эффективные алгоритмы построения оптимальных по Парето подмножеств множества аль-

тернатив, с другой стороны, методы экспертного оценивания. Предположим, что в результате применения этих методов выделено сравнительно небольшое множество возможных планов формирования П0 и построен функционал цели у(я,И{л)),ж еП0, позволяющий для любой пары (тт,, TV, (7Г,)),(л2, N7 (я"2 )) вариантов возможных ПФП определить какой из них более эффективен при помощи сравнения значения функционала у на этих вариантах, например, вариант (я-,,считается лучшим, чем вариант (жг,Иг(тгг)), если и только если , )) <у(я2,N2(я2)). В этом случае задача разработки оптимального ПФП может быть решена методом полного перебора вариантов.

Встает вопрос, что же должно быть отправной точкой для составления варианта ПФП в задаче автоматизации расчета.

На основе анализа известных методов, их интерпретаций, а также изучения практики работы железных дорог автором предложено исходить из так называемого среднесуточного количества вагонов, «снимаемых» с одного сортировочного пути. Или, иначе, от того количества вагонов, накапливаемых за сутки на сортировочном пути технической станции, достаточного для формирования поездов (Р) и групп вагонов (G) в определенное назначение. Назовем величину Р порогом выделения накапливаемых ваго-нопотоков в самостоятельное назначение, а величину G порогом выделения в группу определенного назначения.

Изменяя пороги Р и G от минимальных заданных значений (Pmin, Gmiri) до максимальных (Ртах, Gmax) с каким-либо шагом (АР и AG соответственно), получаем конечное множество альтернатив П0. Если заданные величины Р и G одинаковы для всех станций, участвующих в расчете, число альтернатив вычисляется по формуле:

П0=[(Р -Р ■ )/AP+\]x[(G -G . )IAG+17 (6) 0 L шах mm7 J n max mm' J w

17

На рис. 5 приведена блок-схема алгоритма получения множества альтернатив ПФП.

Для каждого из полученных вариантов подсчитываются значения выбранных критериев оценки и производится выбор рациональных по Па-рето решений. Суть метода состоит в получении одного или нескольких вариантов, компромиссных на множестве заданных критериев. Окончательное решение по' выбору варианта ПФП (в случае получения нескольких рациональных) принимает пользователь АС РПФП (специалист в области организации вагонопотоков), способный учесть те многочисленные факторы, влияющие на организацию вагонопотоков и не подлежащие формализации.

Разработанная при участии автора и внедренная на железных дорогах АС РПФП показала свою высокую эффективность в качестве инструмента для улучшения ПФП на ж.д. Так, по данным службы перевозок Куйбышевской ж.д., представленных в ЦД в 2004 г., в результате изменения ПФП по ст. Дема (введены назначения на ст. Пенза-3 и Рузаевка) улучшилась работа Сызрано-Октябрьского узла. Простой транзитных вагонов с переработкой на ст. Сызрань в 2003 г. по отношению к 2001 г. сократился на 0,97 часа, на ст. Октябрьск - на 2,42 часа. Экономический эффект составил более 12 млн. руб. в год. Аналогичная картина наблюдается на других железных дорогах сети.

Рис.5. Блок-схема алгоритма составления множества вариантов ПФП

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:

1. Проведенная сравнительная оценка программных комплексов по расчету ПФП, разработанных за период 1959 - 2003 гг. показала, что ранние программные разработки позволяли производить расчет ПФП для не-разветвленных участков с небольшим числом опорных станций. Современный уровень развития техники и информационных технологий на железнодорожном транспорте позволяет разработать автоматизированную систему расчета внутридорожных и сетевого ПФП и их регулярной оперативной корректировки.

2. Разрабатываемые ранее программы расчета ПФП использовали единственный критерий для выбора оптимального варианта - минимум затра-ченых вагоно-часов. В сегодняшних условиях необходимо более полно учитывать различные факторы, влияющие на организацию вагонопото-ков, поэтому разрабатываемая система расчета ПФП должна гибко настраиваться на оценку вариантов по различным критериям, то есть при разработке программ расчета и оценки вариантов следует использовать метод многокритериальной оптимизации.

3. В задаче автоматизации расчета ПФП первостепенное значение имеет создание методик автоматизированного сбора и подготовки необходимых для расчета исходных данных в увязке с действующими АС. В связи с отсутствием в действующих АС данных о плановых вагонопотоках в настоящее время в качестве исходных данных возможно получение информации только о фактически исполненных вагонопотоках. Выполненный в диссертации анализ возможных источников получения исходной информации, показал, что эту информацию целесообразно получать для расчета сетевого ПФП - из автоматизированной системы ЕК ИОДВ

(действующей в ГВЦ ОАО «РЖД»), для расчета дорожного ПФП - из Отправочной модели и АСОУП.

4. Проведенный анализ данных АС, обслуживающих перевозочный процесс ж.д., показал, что в информации ЕК ИОДВ и АСОУП практически отсутствуют данные о маршрутах следования вагонов. Анализ рассмотренных вариантов построения маршрутов следования вагонов показал, что определение маршрутов возможно только по действующему ПФП.

5. В связи с тем, что к современным АС предъявляют требования обеспечения наглядности и удобства восприятия информации, представляется целесообразным отображать информацию о вагонопотоках и результаты расчета ПФП на графической схеме расчетного полигона с использованием разработанного графического редактора.

6. Эффективность расчета ПФП в первую очередь зависит от достоверности исходных данных о вагонопотоках и их маршрутов следования. Разработанные и внедренные в рамках АС РПФП методики по подготовке достоверных данных о вагонопотоках позволяют выявлять ошибки в нормативном описании ПФП, а также устаревание описания ПФП в ГВЦ в сравнении с описанием ПФП из АСОУП (на дорожном уровне).

7. Результаты расчетов ПФП в рамках АС РПФП на ряде ж.д. показали эффективность алгоритма составления множества вариантов ПФП и подтвердили правильность подхода к расчету ПФП, как к задаче многокритериальной оптимизации, реализуемой через интерактивный режим.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. Левченко А.С., Мохонько В.П., Кутумов В.М., Осьминина И.И., Осьмннин А.Т. Порядок определения входной информации для программного комплекса по расчету плана формирования поездов //Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады четвертой международной научно-практической конференции ^ «ИНФОТРАНС-99». - СПб., 1999. - С.117-122.

2. Мохонько В.П., Кутумов В.М., Осьминина И.И., Осьминин А.Т., Садчикова В.А. Порядок формирования постанционной матрицы корреспондирующих вагонопотоков при расчете плана формирования поездов//Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады четвертой международной научно-практической конференции «ИНФОТРАНС-99». - СПб., 1999. - С.122-124.

3. Осьминин А.Т., Осьминина И.И. Комплекс программ автоматизированной системы по расчету плана формирования поездов (АС РПФП) //Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Аннотации докладов пятой международной научно-практической конференции «ИНФОТРАНС-2000». - СПб., 2000. - С.72.

4. Осьминин А.Т., Осьминина И.И., Дулецкий В.А., Жданова Т.В. Опытная эксплуатация автоматизированной системы расчета плана формирования поездов //Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Сборник докладов Шестой международной научно-практической конференции «Инфотранс-2001».- Ростов н/Д, 2001. - С. 294-298.

5. Осьминина И.И. Автоматизированная система расчета плана формирования поездов //Сборник научных трудов «Актуальные проблемы управления перевозочным процессом». - СПб; 2002. - С. 32 -37.

6. Ковалев В.И., Осьминина И.И. К вопросу о достоверности информации при расчете плана формирования поездов в рамках АС РПФП //Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады Седьмой международной научно-практической конференции «Инфотранс-2002» - СПб, 2002. - С. 134-141.

7. Ковалев В.И., Осьминин А.Т., Осьминина И.И. Автоматизированная система расчета плана формирования поездов //Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады Седьмой международной научно-практической конференции «Инфотранс-2002» -СПб, 2002.-С.2-21.

8. Ковалев В.И., Осьминин А.Т., Осьминина И.И. Организация вагонопотоков в рамках информационных технологий // Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Аннотации докладов Шестой

международной научно-практической конференции «Инфотранс-2001 -СПб, 2002.-С.28.

9. Осьминина И.И. Автоматизированная система расчета плана формирования поездов. Руководство пользователя. - СПб.: ПГУПС 2002. - 1 Юс.

Ю.Осьминина И.И. Локальный АРМ ввода данных для расчета плана формирования поездов. Руководство пользователя. - СПб.: ПГУПС 2003. - 16с.

11.Л.А. Бойкова, И.И. Осьминина, A.C. Бессолицын. Контроль за нарушением плана формирования поездов //Международная научно-практическая конференция «Транссибирская магистраль на рубеже XX-XXI веков: Пути повышения эффективности использования перевозочного потенциала». Сборник докладов. - Москва, 2003. - 1с.

12.Ковалев В.И., Осьминин А.Т., Осьминина И.И., Бессолицын A.C. О проблеме корректировки плана формирования поездов и контроля за его нарушением в рамках действующих автоматизированных систем // Телекоммуникационные технологии на транспорте России. Аннотации докладов Первой Межведомственной научно-практической конференции «Телекомтранс - 2003». - Сочи, 2003 г. - С. 110.

13.В.И. Ковалёв, А.Т. Осьминин, И.И. Осьминина, A.C. Бессолицын О корректировке плана формирования поездов в рамках действующих автоматизированных систем // «ВКСС connect» №3'2003г. - 170с.

14.Ковалев В.И., Осьминина И.И. Алгоритм составления вариантов плана формирования поездов в АС РПФП // Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады восьмой международной научно-практической конференции «ИНФОТРАНС-2003»-СПб., 2003. -С. 194-202.

15.Ковалев В.И., Осьминин А.Т., Осьминина И.И. Автоматизация расчета дорожного плана формирования поездов //Актуальные проблемы управления перевозочным процессом. Сборник научных трудов. Выпуск 2 - Спб, 2003 - С.32-38.

16.Мохонько В.П., Осьминина И.И., Раев П.В. Составление вариантов плана формирования поездов в автоматизированной системе АС РПФП //Актуальные проблемы управления перевозочным процессом. Сборник научных трудов. Выпуск 2 - Спб, 2003 - С.46-53.

17.0сьминина И.И. Использование нормативных данных программного комплекса АСОУП при автоматизированном расчете плана формирования поездов //Актуальные проблемы управления перевозочным процессом. Сборник научных трудов ПГУПС. Выпуск 2 - Спб, 2003 - С.57-60.

18.0рганизация вагонопотоков: Конспект лекций / Ковалёв В. И., Осьминин А. Т., Бадах В. И., Романов А. П., Осьминина И. И., Бессолицын А. С,- СПб.: ПГУПС, 2003. - 69 с.

19.Ковалев В.И., Осьминин А.Т., Осьминина И.И., Раев П.В. Автоматизированный расчет плана формирования поездов. // Телекоммуникационные технологии на транспорте России. Сборник докладов Второй Межведомственной научно-практической конференции «ТелеКомТранс -2004». - Ростов н/Д: Рост. Гос. ун-т путей сообщения, 2004 г. - С.415 -420.

20.0сьминин А.Т., Осьминина И.И., Раев П.В., Рящиков A.C., Кравченко А.Ю. Автоматизированный расчет плана формирования поездов с использованием нормативных массивов программного комплекса АСОУП. // Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады девятой международной научно-практической конференции «ИНФОТРАНС-2004»-СПб., 2004. - С. 185-190.

21.Осьминина И.И., Раев П.В. Алгоритм автоматизированного формирования межстанционной «шахматки» вагонокорреспонденций для расчета плана технической маршрутизации в рамках АС РПФП. // Международный сборник трудов молодых ученых, аспирантов и докторантов ПГУПС. Выпуск 7.- С.

22.0сьминина И.И. Об автоматизации расчета плана формирования поездов. //Известия Петербургского университета путей сообщения. - СПб.: Петербургский гос. Ун-т путей сообщения, 2005. - Вып. 1. - С.27-34.

23 .Осьминин А.Т., Осьминина И.И. Автоматизированная система расчета плана формирования поездов. // Доклады научно-практической конференции «Совершенствование взаимодействия государственных и коммерческих структур в области организации перевозочной работы и развития технических средств на железнодорожном транспорте» - Щербинка, 2005.-С.40.

Подписано к печати 23.08.05г. Печ.л. - 1,5

Печать - ризография. Бумага для множит, апп. Формат 60x84 1\16

Тираж 100 экз. Заказ № _

СР ПГУПС 190031, С-Петербург, Московский пр. 9

i

ti

t

*1870Q

РНБ Русский фонд

2006-4 13561

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ РАСЧЕТА ПЛАНА ФОРМИРОВАНИЯ (СПЕЦИАЛИЗАЦИИ) ПОЕЗДОВ

1.1. Анализ теоретических исследовании и практических разработок по автоматизации расчета плана формировании посзлов

1.2.Современное положение в решении задачи автоматизации расчета плана формирования посздов

1.3.Информатизация пропесса управления грузовыми перевозками за ру бежом

1.4. Цель и метол исследования

1.5. Выводы

2. АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСЧЕТА ПЛАНА ФОРМИРОВАНИЯ (СПЕЦИАЛИЗАЦИИ) ПОЕЗДОВ В УВЯЗКЕ С ДЕЙСТВУЮЩИМИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫМИ СИСТЕМАМИ

2.1. Терминологические понятия в задаче автоматизированного расчета плана формирования поездов

2.2. Методика создания топологии расчетных полигонов с использованием предлагаемого графического редактора

2.3. Порядок получения необходимой информации о коррссиопдпруемых вагопопотоках для расчета плана формирования поездов

2.4. Выводы.

3. ПРОБЛЕМЫ ДОСТОВЕРНОСТИ ИСХОДНЫХ И НОРМАТИВНЫХ ДАННЫХ В АС РПФП И ПУТИ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ

3.1. Особенности формирования данных, учитываемые при проведении исследовании пх достоверности, и выработка методологии исследования.

3.2. Опенка достоверности величины среднесуточного нсмаршрутпого пагонопотока.

3.3.Опенка достоверности вслпчпиы среднесуточного транзитного с переработкой пагопонотока, данных о станциях переработки, об отправительских маршрутах (поданным ЛСОУП)

3.4.0ненка достоверности построенных маршрутов п ЛС РПФП

3.5.Пути повышения достоверности построения маршрутов

3.6. Выводы.

4. МЕТОДИКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СОСТАВЛЕНИЯ МНОЖЕСТВА ВАРИАНТОВ ПЛАНА ФОРМИРОВАНИЯ (СПЕЦИАЛИЗАЦИИ) ПОЕЗДОВ

4.1. О математической модели плана формирования (специализации) поездов

4.2. Базовая математическая модель

4.3. Разработка алгоритма составления множества вариантов взаимоувязанных планов формирования (спспнализашп|)носзлов

4.4. Иыводы

Как известно, в транспортной системе России общего пользования доля железнодорожных перевозок в грузообороте составляет более 80 % (без учета трубопроводного транспорта).

От устойчивой, эффективной работы железных дорог России напрямую зависит экономический рост страны.

Реформа, проводимая на железнодорожном транспорте и направленная на разделение функций государственного регулирования от функций хозяйственного управления, привела к созданию открытого акционерного общества Российские железные дороги (ОАО «РЖД»).

Уже итоги первого года работы Компании по важнейшим показателям и видам деятельности полностью подтверждают правильность избранной стратегии преобразований. За год работы ОАО «РЖД» отгружено 1 млрд. 208 млн. тонн народнохозяйственных грузов, погрузка возросла на 5,8 %. При этом, по таким дорогам, как Приволжская, Южно-Уральская, ВосточноСибирская и Сахалинская удалось достичь роста погрузки свыше 10 %. Увеличилась и дальность перевозки, что обеспечило рост грузооборота свыше 8 процентов. Таким образом, Компания обеспечила темпы роста перевозок, необходимые для решения стратегической задачи - удвоения ВВП. Важно, что динамика роста железнодорожных перевозок выше, чем в целом по всем видам транспорта. В результате удельный вес железнодорожного транспорта в совокупном грузообороте превысил 41 %, в то время как в предшествующие три года он был в пределах 39 %. Реформируемый железнодорожный транспорт не просто сохраняет, а укрепляет свое положение на транспортном рынке.

Наряду с ростом объемов перевозок, повышается и качество работы железнодорожного транспорта. Существенно улучшено использование подвижного состава (на 3,9 % ускорен оборот вагона, на 3,8 % возросла производительность локомотива). За период работы ОАО «РЖД» скорость доставки отправок была повышена на 8,6 %, возросла доля грузов, доставляемых «точно в срок». На основе принятых Правительством решений грузовые тарифы проиндексированы значительно ниже, чем выросли цены в промышленности. Следовательно, обеспечивается реальное снижение транспортной нагрузки на грузовладельцев.

Обеспечен дальнейший рост участковой скорости (на 0,5 км/час), среднего веса грузового поезда (на 20 тонн), среднесуточной производительности локомотива (на 43 тыс. ткм брутто).

Но, наряду с достигнутыми успехами возникли принципиально новые задачи, требующие своего эффективного решения.

В первую очередь это связано с тем, что на Российских железных дорогах динамично растет доля частных перевозочных компаний. Результатом реализации Программы структурной реформы стал и опережающий рост объемов перевозок, выполняемых частными компаниями, доля которых превысила 30% и продолжает увеличиваться за счет обеспечения недискриминационного доступа к инфраструктуре. Сегодня под их контролем (в собственности или аренде) находится 27,9 % парка грузовых вагонов (в то время как в прошлом году - только 22,2 %) [16]. Доля частных компаний в объеме перевозок грузов превышает 25 %, а в грузообороте железнодорожного транспорта - более 22 %. А в ряде сегментов рынка железнодорожных перевозок частные компании уже доминируют. Так, они контролируют свыше 61 % парка цистерн, выполняют более 62 % перевозок нефтяных грузов, 75 % химикатов различного назначения. На отдельных дорогах (например, на Свердловской ж.д.) в целом погрузка более чем на 50 % обеспечивается с использованием частного вагонного парка.

Частные компании уже начинают использовать в перевозках не только собственные и арендованные грузовые вагоны, но также и тяговый подвижной состав.

В итоге степень монополизации рынка грузовых железнодорожных перевозок за последний год снизилась на 12%.

Значительная доля перевозок по территории России выполняется с использованием подвижного состава стран СНГ и Балтии.

В существующих экономических условиях в реальной конкурентной среде залог успешной работы железных дорог - повышение эффективности работы за счет снижения эксплутационных затрат. Организация эффективного производства всех участников перевозочного процесса на железнодорожном транспорте напрямую зависит от системы организации вагонопотоков. Вот почему комплексная проблема наиболее рациональной организации вагонопотоков и ее конкретное выражение - план формирования (специализации) поездов - занимает центральное место не только в области эксплуатации железных дорог, но и в целом в организации транспортного производства.

Значение и актуальность данной темы исследования определяется тем, что улучшение организации вагонопотоков позволяет ускорить оборот и эффективно использовать грузовые вагоны, увеличить сетевую погрузку и соответственно ускорить доставку грузов.

Решение проблемы плана формирования дает возможность: рационализировать маршрутизацию перевозок, сократить простой вагонов под накоплением и переработкой, сократить количество сортируемых вагонов, использовать для перемещения вагонопотоков наиболее экономичные направления, удовлетворить возрастающие требования грузовладельцев по обеспечению необходимого качества перевозочного процесса.

Разработка проблемы создает принципиальные предпосылки для рационального использования станций и основания для правильного определения направлений значительных инвестиций, так как организация вагонопотоков, их направление неразрывно связаны с размещением и развитием станций и техническим оснащением участков и целых направлений, а это задачи, связанные с миллиардными капиталовложениями.

Транспортной стратегией России до 2025 года определены основные направления развития транспортной отрасли и железных дорог. В первую очередь предусматривается создание таких условии, при которых будут реализованы проекты создания единого информационного пространства для взаимодействия органов управления транспортным комплексом и пользователей рынка транспортных услуг; системы логистических центров и информационного сопровождения перевозок в международных транспортных коридорах; государственного информационного ресурса транспортного комплекса страны; системы сбора и обработки статистической информации по транспортному комплексу.

Важнейшим направлением остается развитие международных транспортных коридоров, проходящих по территории России. Одним из элементов, определяющих развитие этого направления, является предоставление клиентуре в реальном масштабе времени информации о местонахождении груза и прогноза его доставки.

Железные дороги России являются особым транспортным звеном, не только связывающим промышленные центры с потребителями, но и обеспечивающим взаимодействие многих видов транспорта. Сложнейшая система железнодорожного транспорта требует оптимизации управления. Это становится возможным только благодаря использованию новейших информационных технологий, которые сегодня внедряются во все сферы деятельности железнодорожного транспорта.

Высокий уровень требований к эффективности управления перевозками на железнодорожном транспорте определяет потребность в высоком уровне его информатизации. Информационные технологии сегодня становятся не просто средствами поддержки управления, а одним из важнейших элементов инфраструктуры железных дорог. Из разряда вспомогательных средств они перемещаются в класс основных технологий и являются определяющим условием совершенствования управления перевозками. В 2005-2007 годах ОАО «РЖД» намерено вложить в развитие информатизации более 16 млрд. рублен, что было объявлено на заседании Правления компании, на котором рассматривается вопрос «О программе информатизации Компании на 2005-2007 годы».

Па железных дорогах страны разработан и успешно внедряется комплекс многоцелевых информационных технологий, позволяющий выполнять коммерческие и эксплуатационные процедуры перевозок па базе электронного обмена данными. Он основывается на отраслевой информационнотелекоммуника-ционпой инфраструктуре, включающей волоконно-оптическую магистральную цифровую сеть связи Российских железных дорог общей протяженностью около 50 тыс. км, которая выходит на все основные порты и таможенные терминалы. Это дает реальную возможность интеграции разных видов транспорта на информационном уровне. Кроме того, высокоскоростная цифровая сеть связи железных дорог России решает задачу выхода во всемирные сети телекоммуникаций через железнодорожные сети связи соседних стран, с которыми она соединяется в пунктах железнодорожных пограничных переходов.

Оптимальное использование возможностей информационной системы железных дорог в интересах всего транспортного комплекса страны позволяет существенно снизить затраты на управление и связь при организации и осуществлении внутренних и международных перевозок различными видами транспорта, обеспечивает существенное повышение качества транспортных и логистических услуг.

В качестве приоритетных направлений внедрения информационных технологий определены: информационная интеграция на транспорте и в логистике на основе сетевых технологий с целыо обеспечения глобального мониторинга движения грузов; совершенствование внутреннего и внешнего документооборота в транспортпо-логистических компаниях и центрах на основе технологий Ин-транет-Интернет; формирование сети виртуальных транспортно-экспедиторских агентств и центров для организации отношений между клиентами и поставщиками логистических услуг; внедрение электронных форм контрактов, перевозочных документов и платежей; решение проблем сокращения простоя подвижного состава на пограничных переходах путем активного внедрения технологий, основанных па электронном документообороте; информационная интеграция товаропроизводящих и обслуживающих компаний с потребителями на платформе IP-технологий.

Поэтапно развиваемая информатизация железнодорожного транспорта способствует выполнению важнейшей социально-экономической задачи повышения производительности труда железнодорожников и качества перевозочного процесса, исключению потерь рабочего времени, трудовых и материальных ресурсов.

Вот почему реальное положение дел на транспорте и в железнодорожной отрасли обозначают, как первоочередную проблему, не просто организацию вагонопотоков и оптимизацию затрат в сфере производственного процесса путем создания оптимального плана формирования поездов, а проблему автоматизации процессов организации вагонопотоков, проблему разработки плана формирования в рамках действующих автоматизированных систем а увязке с программой информатизации отрасли.

Автоматизированная система организации вагонопотоков (АСОВ) и ее основная составляющая - автоматизированная система расчета плана формирования поездов (АС РПФП) в современных условиях становится одним из основных факторов, способствующих эффективному функционированию железнодорожного транспорта.

Сложность проблемы определяется: а) необходимостью решения ряда теоретических вопросов, вытекающих из связи данной проблемы с другими важнейшими задачами эксплуатации железных дорог в увязке с действующими АС; б) тем, что решения должны быть найдены и обоснованы в условиях динамики, колебаний объемов перевозок и совершенствования технической вооруженности железнодорожной сети; в) разнообразием факторов, от которых зависит организация вагонопотоков, весьма большим количеством корреспонденций вагонов и взаимозависимостью плана формирования различных станций, приводящих к огромному количеству возможных вариантов. Это затрудняет отыскание оптимального решения и выдвигает требование создания теоретически обоснованной и практически доступной методологии разработки плана формирования поездов; г) изменениями в технологии эксплуатационной работы, вызванными обращением подвижного состава различных форм собственности; д) необходимостью учитывать мнение клиентуры по маршрутам следования вагонопотоков, особо в части пограничных переходов; е) необходимостью учета специфики работы инженерно-технического персонала ОАО «РЖД», связанного с формированием поездов с использованием имеющегося на рабочих местах программного обеспечения.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА II ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ РАСЧЕТА ПЛАНА ФОРМИРОВАНИЯ (СПЕЦИАЛИЗАЦИИ) ПОЕЗДОВ

4.4. Выводы

1. ПФП можно представить как классификацию сети технических станций, на которых перерабатываются вагонопотоки, относительно прогнозируемых вагонопотоков.

2. При автоматизированном расчете ПФП необходимо учитывать, что в практике организации вагонопотоков на сети ж.д. допускается перемещение вагонопотоков кружностью, то есть с отклонениями от кратчайшего пути. Поэтому необходимо предусматривать различные маршруты продвижения вагонопотоков в целях повышения достоверности результатов расчетов

3. Результаты расчетов ПФП в рамках АС РПФП на ряде ж.д. показали эффективность алгоритма составления множества вариантов ПФП и подтвердили правильность подхода к расчету ПФП, как к задаче многокритериальной оптимизации.

4. Выбор оптимального ПФП возможен только на основе действующих АС с учетом опыта специалистов по ПФП ж.д. и Департамента перевозок, реализуемого через интерактивный режим, предусмотренный при автоматизации расчета в рамках разработанной АС РПФП.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведенная сравнительная оценка программных комплексов по расчету ПФП, разработанных за период 1959 - 2003 гг. показала, что ранние программные разработки позволяли производить расчет ПФП для неразветв-ленных участков с небольшим числом опорных станций. Современный уровень развития техники и информационных технологий на железнодорожном транспорте позволяет разработать автоматизированную систему расчета внутридорожных и сетевого ПФП и их регулярной оперативной корректировки.

2. Разрабатываемые ранее программы расчета ПФП использовали единственный критерий для выбора оптимального варианта - минимум затраче-ных вагоно-часов. В сегодняшних условиях необходимо более полно учитывать различные факторы, влияющие на организацию вагонопотоков, поэтому разрабатываемая система расчета ПФП должна гибко настраиваться на оценку вариантов по различным критериям, то есть при разработке программ расчета и оценки вариантов следует использовать метод многокритериальной оптимизации.

3. В задаче автоматизации расчета ПФП первостепенное значение имеет создание методик автоматизированного сбора и подготовки необходимых для расчета исходных данных в увязке с действующими АС. В связи с отсутствием в действующих АС данных о плановых вагонопотоках в настоящее время в качестве исходных данных возможно получение информации только о фактически исполненных вагонопотоках. Выполненный в диссертации анализ возможных источников получения исходной информации, показал, что эту информацию целесообразно получать для расчета сетевого ПФП - из автоматизированной системы ЕК ИОДВ (действующей в ГВЦ ОАО «РЖД»), для расчета дорожного ПФП - из Отправочной модели и АСОУП.

4. Проведенный анализ данных ЛС, обслуживающих перевозочный процесс ж.д., показал, что в информации ЕК ИОДВ и ЛСОУП практически отсутствуют данные о маршрутах следования вагонов. Анализ рассмотренных вариантов построения маршрутов следования вагонов показал, что определение маршрутов возможно только по действующему ПФП.

5. В связи с тем, что к современным АС предъявляют требования обеспечения наглядности и удобства восприятия информации, представляется целесообразным отображать информацию о вагонопотоках и результаты расчета ПФП на графической схеме расчетного полигона с использованием разработанного графического редактора.

6. Эффективность расчета ПФП в первую очередь зависит от достоверности исходных данных о вагонопотоках и их маршрутов следования. Разработанные и внедренные в рамках АС РПФП методики по подготовке достоверных данных о вагонопотоках позволяют выявлять ошибки в нормативном описании ПФП, а также устаревание описания ПФП в ГВЦ в сравнении с описанием ПФП из АСОУП (на дорожном уровне).

7. Результаты расчетов ПФП в рамках АС РПФП на ряде ж.д. показали эффективность алгоритма составления множества вариантов ПФП и подтвердили правильность подхода к расчету ПФП, как к задаче многокритериальной оптимизации, реализуемой через интерактивный режим.

Основные положении диссертации оиублнковпны и следующих работах:

1. Левченко Л.С., Мохонько В.П., Кутумов В.М., Осьмшшна И.И., Осьмннин Л.Т. Порядок определения входной информации для программного комплекса по расчету плана формирования поездов //Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады четвертой международной научно-практической конференции «ИНФОТРАНС-99». - СПб., 1999. - С.117-122.

2. Мохонько В.П., Кутумов В.М., Осьминина И.И., Осьминин А.Т., Садчикова В.А. Порядок формирования постанционной матрицы корреспондирующих вагонопотоков при расчете плана формирования поездов//Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады четвертой международной научно-практической конференции «ИНФОТРАНС-99». - СПб., 1999. - С.122-124.

3. Осьминин А.Т., Осьминина И.И. Комплекс программ автоматизированной системы по расчету плана формирования поездов (АС РПФП) //Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Аннотации докладов пятой международной научно-практической конференции «ИНФОТРАНС-2000». - СПб., 2000. -С.72.

4. Осьминин А.Т., Осьминина И.И., Дулецкий В.А., Жданова Т.В. Опытная эксплуатация автоматизированной системы расчета плана формирования поездов //Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Сборник докладов Шестой международной научно-практической конференции «Инфотранс-2001».- Ростов н/Д, 2001.- С. 294-298.

5. Осьминина И.И. Автоматизированная система расчета плана формирования поездов //Сборник научных трудов «Актуальные проблемы управления перевозочным процессом». - СПб; 2002. — С. 32 -37.

6. Ковалев В.И., Осьмишша И.И. К вопросу о достоверности информации при расчете плана формирования поездов в рамках АС РПФП //Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады Седьмой международной научно-практической конференции «Инфотранс-2002» - СПб, 2002. - С. 134-141.

7. Ковалев В.И., Осьмишш А.Т., Осьминина И.И. Автоматизированная система расчета плана формирования поездов //Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады Седьмой международной научно-практической конференции «Инфотранс-2002» -СПб, 2002.-С.2-21.

8. Ковалев В.И., Осьмишш А.Т., Осьминина И.И. Организация вагонопотоков в рамках информационных технологий // Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Аннотации докладов Шестой международной научно-практической конференции «Инфотранс-2001 - СПб, 2002.-С.28.

9. Осьминина И.И. Автоматизированная система расчета плана формирования поездов. Руководство пользователя. - СПб.: ПГУПС 2002. — 110с.

10.Осьминина И.И. Локальный АРМ ввода данных для расчета плана формирования поездов. Руководство пользователя. - СПб.: ПГУПС 2003.- 16с.

11.JI.A. Бойкова, И.И. Осьминина, А.С. Бессолицын. Контроль за нарушением плана формирования поездов //Международная научно-практическая конференция «Транссибирская магистраль на рубеже XX-XXI веков: Пути повышения эффективности использования перевозочного потенциала». Сборник докладов. - Москва, 2003. — 1с.

12.Ковалев В.И., Осьминин А.Т., Осьминина И.И., Бессолицын А.С. О проблеме корректировки плана формирования поездов и контроля за его нарушением в рамках действующих автоматизированных систем // Телекоммуникационные технологии на транспорте России. Аннотации докладов Первой Межведомственной научно-практической конференции «Телекомтранс - 2003». - Сочи, 2003 г. - С. 110.

13.В.И. Ковалёв, А.Т. Осьмишш, И.И. Осьминина, А.С. Бессолицын О корректировке плана формирования поездов в рамках действующих автоматизированных систем // «ВКСС connect» №3 '2003г. - 170с.

14.Ковалев В.И., Осьминина И.И. Алгоритм составления вариантов плана формирования поездов в АС РПФП // Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады восьмой международной научно-практической конференции «ИНФОТРАНС-2003»-СПб., 2003. -С. 194-202.

15.Ковалев В.И., Осьмннин А.Т., Осьминина И.И. Автоматизация расчета дорожного плана формирования поездов //Актуальные проблемы управления перевозочным процессом. Сборник научных трудов. Выпуск 2 - Спб, 2003 - С.32-38.

16.Мохонько В.П., Осьминина И.И., Раев П.В. Составление вариантов плана формирования поездов в автоматизированной системе АС РПФП //Актуальные проблемы управления перевозочным процессом. Сборник научных трудов. Выпуск 2 - Спб, 2003 - С.46-53.

17.Осьминина И.И. Использование нормативных данных программного комплекса АСОУП при автоматизированном расчете плана формирования поездов //Актуальные проблемы управления перевозочным процессом. Сборник научных трудов ПГУПС. Выпуск 2 - Спб, 2003 -С.57-60.

18.Организация вагонопотоков: Конспект лекций / Ковалёв В. И., Осьмишш А. Т., Бадах В. И., Романов А. П., Осьминина И. И., Бессолицын А. С.- СПб.: ПГУПС, 2003. - 69 с.

19.Ковалев В.И., Осьминин А.Т., Осьминина И.И., Раев П.В. Автоматизированный расчет плана формирования поездов. // Телекоммуникационные технологии на транспорте России. Сборник докладов Второй Межведомственной научно-практической конференции «ТелеКом

Транс - 2004». - Ростов н/Д: Рост. Гос. ун-т путей сообщения, 2004 г. -С.415 -420.

20.0сьминин Л.Т., Осьминина И.И., Раев П.В., Рящиков Л.С., Кравченко А.Ю. Автоматизированный расчет плана формирования поездов с использованием нормативных массивов программного комплекса АСОУП. // Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады девятой международной научно-практической конференции «ИНФОТРАНС-2004»-СПб., 2004. - С. 185-190.

21.Осьминина И.И., Раев П.В. Алгоритм автоматизированного формирования межстанционной «шахматки» вагонокорреспонденций для расчета плана технической маршрутизации в рамках АС РПФП. // Международный сборник трудов молодых ученых, аспирантов и докторантов ПГУПС. Выпуск 7.- С.

22.Осьминина И.И. Об автоматизации расчета плана формирования поездов. //Известия Петербургского университета путей сообщения. - СПб.: Петербургский гос. Ун-т путей сообщения, 2005. - Вып.1. - С.27-34.

23.0сьмишш А.Т., Осьминина И.И. Автоматизированная система расчета плана формирования поездов. // Доклады научно-практической конференции «Совершенствование взаимодействия государственных и коммерческих структур в области организации перевозочной работы и развития технических средств на железнодорожном транспорте» - Щербинка, 2005. - С.40.

1. Аветикян А.А. Потенциал транзитности вагонопотоков. М., Транспорт, 1981 г.- 191 с.

2. Автоматизированное рабочее место инженера по плану формирования поездов дорожного уровня. // ЦНИИТЭИ. Железнодорожный транспорт. Серия: Вычислительная техника и автоматизированные системы управления. Экспресс-информация. Выпуск 4, М., 1992.

3. Батурин А.П., Панин В.В. Развитие системы расчета сетевого плана формирования одногруппных поездов. Труды РГОТУПС, Москва, 2004, с. 116-123

4. Боровикова М.С. Организация движения на железнодорожном транспорте: Учебник для техникумов и колледжей ж.-д. транспорта. -М.: Маршрут, 2003.

5. Бородин А.Ф. Автоматизированная система организации вагонопотоков: принципы построения и функционирования. Автоматика, связь, информатика - 2002 - №6. - С.24-28.

6. Бородин А.Ф., Пояркова М.А., Суслова М.В., Агеева М.А., Кульбицкий А.В. Интегрированная система СЕТЬ-2. Железнодорожный транспорт, 2002.-№11.-С. 10-14.

7. Буянова В.К., Кондрахина Н.В., Пояркова М.А. Внутридорожный план формирования поездов. Автоматизация и оперативное управление вагоно-потоками.//ВНИИЖТ-М., Транспорт, 1995, 93 с.

8. Буянова В.К., Сметании А.И., Архангельский Е.В. Система организации вагонопотоков.- М.: Транспорт, 1988. с. 223.

9. Величко В.И. Организация взаимодействия железных дорог и грузоотправителей в современных условиях: Дис.канд.техн.наук //РГОТУПС М., 2001.

10. Ю.Внутридорожный план формирования поездов (методика расчета, алгоритмы). Под ред. В.К.Буяновой. М., «Транспорт», 1978. 135 с. (Труды Всесоюз. Науч.-исслед. Ин-та ж.-д. трансп., вып.589).

11. П.Дувалян С.В. Методы и алгоритмы решения задач планирования и учета на железнодорожном транспорте. //Труды ЦНИИ, вып.401. «Транспорт», 1969. с.256.

12. Зубков И.И., Угрюмов А.К., Романов А.П. Организация движения на железнодорожном транспорте: Учебник для техн. школ ж.-д. трансп. 5-е изд., перераб. и доп. -М.:Транспорт, 1981.

13. Иванков А.Н. Совершенствование методов расчета плана формирования поездов.: Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. М., 2003.

14. Инструктивные указания по организации вагонопотоков на железных дорогах СССР.- М., Транспорт, 1967.

15. Инструктивные указания по организации вагонопотоков на железных дорогах СССР.-М., Транспорт, 1984.

16. Инструктивные указания по составлению плана формирования поездов. -М., Трансжелдориздат,1952.

17. Интеграция новых данных в информационное хранилище МПС. //Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады седьмой международной научно-практической конференции «ИН-ФОТРАНС-2002».- СПб., 2002.

18. Информатика и связь в грузовых железнодорожных перевозках. Железные дороги мира, 2001, №1, с.51-53.

19. Испытания системы ETCS на DBAG. Железные дороги мира, 2002, №2.

20. Ковалев В.И. Организация вагонопотоков на сети железных дорог России в условиях реформирования отрасли (развитие теории расчета плана формирования поездов, экономико-математические модсли)ю СПб.: Информационный центр «Выбор», 2002. - 144 с.

21. Ковалев В.И., Осьминина И.И. К вопросу о достоверности информации при расчете плана формирования поездов в рамках АС РПФП

22. Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады Седьмой международной научно-практической конференции «Инфот-ранс-2002» СПб, 2002. - С. 134-141

23. Кудрявцев В.А. Техническое нормирование эксплуатационной работы в новых экономических условиях. Учебное пособие. — Спб.: Петербургский государственный университет путей сообщения. 2003. 34 с.

24. Культин П. Delphi 3. Программирование на Object Pascal СПб.: BHV -Санкт-Петербург, 1998.

25. Методика (алгоритм и программа) направленного перебора вариантов плана формирования одногруппных поездов на электронных цифровых вычислительных машинах (методика МИИТа). — М., 1967.

26. Методика (алгоритм и программа) последовательного (пошагового) нахождения оптимального варианта плана формирования одногруппных поездов на электронных цифровых вычислительных машинах (методика ХАБИИЖГ'а). М., 1967.

27. Методика (алгоритм и программа) совмещенных аналитических сопоставлений вариантов плана формирования одногруппных поездов на электронных цифровых вычислительных машинах (методика ЦНИИ). М., 1967.

28. Модульная система грузовых перевозок. Железные дороги мира, 2004, №12, с.21-25.

29. Организация вагонопотоков. Часть 1: Конспект лекций /Ковалев В.И., Осьминин А.Т., Бадах В.И., Романов А.П., Осьминина И.И., Бессолицын А.С. СПб.: ПГУПС, 2003. - 69 с.

30. Осьминин А.Т. Рациональная организация вагонопотоков на основе методов многокритериальной оптимизации. //Автореферат дис. на соиск. уч. ст. докт. техн. наук.- Самара, 2000.

31. Осьминина И.И. Автоматизированная система расчета плана формирования поездов. Руководство пользователя. СПб.: ПГУПС 2002. - 110с.

32. Персианов В.А. Поездообразованис: поиски оптимума. Железнодорожный транспорт, 1989. - №2. - С. 25-30.

33. Перспективные структуры управления на европейских железных дорогах. Железные дороги мира, 2002, №2.

34. Петров А.П., Андриянов В.П., Буянов В.А., Дувалян С.В. и др. Комплексная автоматизированная система управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ). Под ред. А.П.Петрова. М., «Транспорт», 1977., 600 с.

35. Петров А.П., Буянов В.А., Угрюмов Г.А. Вычислительная техника в эксплуатационной работе железных дорог: Учебник для техникумов ж.-д. транспорта. М.: Транспорт, 1979. 248 с.

36. Петров А.П., Черенин В.П. Усовершенствование метода состаления плана формирования поездов. «Железнодорожный транспорт», 1948, №3.

37. План формирования грузовых поездов на 2000 2001 г.г.:М., Куна, 2000.

38. План формирования грузовых поездов на 2000-2001 г.г. часть 1, Куна, 2000г.

39. Попов А.И. Алгоритм и программы расчета плана формирования одногруппных и групповых поездов на ЭВМ по методу направленного перебора вариантов // Труды МИИТ.-Вып.229, 1966.-c.5-68.

40. Попов А.И. Расчет на ЭЦВМ плана формирования поездов по способу направленного перебора вариантов». «Железнодорожный транспорт», 1967, №2.

41. Попов Е.И. Проблемы применения кибернетики на железнодорожном транспорте (В научно-техническом совете МПС).//Вестник ВНИ-ИЖТ.1959, №1, С.56-57.

42. Применение ЭЦВМ в решении задач оптимизации перевозок на железнодорожном транспорте (Сборник 2). //Труды РИИЖТа, вып.98. Р-на-Дону, 1973. с.72.

43. Развитие провозной способности железных дорог Северной Америки. -Железные дороги мира, 2004, №10.

44. Саенко В. И Б.Дель Рио. Выбор оптимального варианта плана формирования одногруппных поездов. «Железнодорожный транспорт», 1953, № 9.

45. Современное состояние проекта «Информационное хранилище (ИХ)».//Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады восьмой международной научно-практической конференции «ИНФОТРАНС-2003».- СПб., 2003.

46. Составление плана формирования поездов на электронных цифровых вычислительных машинах.//Труды всесоюзного научно-исследователь-ского института железнодорожного транспорта. Выпуск 247. Под ред. Члена-корр. Академии наук СССР проф. А.П.Петрова. М, 1962.

47. Темпы реформ на европейских железных дорогах. Железные дороги мира, 2002, №7, е.

48. Транспортный устав железных дорог Российской Федерации. М.: Контракт, 1998.-128 с.

49. Уоссермен Ф. Нейрокомпыотерная техника: теория и практика. М.: Мир, 1992.

50. Черенин В.П. Механизация расчетов по составлению плана формирования поездов. «Техника железных дорог», 1954, №1.

51. Черенин В.П. Составление оптимального плана формирования одногруппных поездов на электронных вычислительных машинах.//Вестник ВНИИЖТ. 1961 № 1. С.21-24.

52. Шапкин И.Н., Неклюдов Д.Б., Кожанов Е.М. Организация перевозок на основе дискретных методов управления и твердого графика движения поездов. Железные дороги мира, 2005, № 3 с.28-33.

53. Шапкин И.Р. Информационные технологии в организации перевозок. -Железные дороги мира, 2003, № 4 с.9-13.

54. Шубко В.Г., Папахов АЛО. Информационное обеспечение и методика расчета внутридорожного плана формирования одногруппных сквозных поездов. //Вестник ВНИИЖТ, 1992. №2.

55. Шуйский В.А. Разработка и внедрение информационного хранилища данных. // Информационные технологии на железнодорожном транспорте: Доклады четвертой международной научно-практической конференции «ИНФОТРАНС-99».- СПб., 1999.

56. Эксплуатация железных дорог. Под ред. профессоров В.В.Повороженко, В.М.Акулиничева. «Транспорт», 1974, 472 с.

57. Яковлев В.В., Корниенко А.А. Информационная безопасность и защита информации в корпоративных сетях железнодорожного транспорта. /Под ред. В.В.Яковлева. М.: УМК МПС России, 2002. - 328 с.

58. Das Strecken-GIS der DB Netz AG / Kuntze P., Lauckhardt M. // Eisenbahnin-genieur. 2000.-51, № 10.-С.47-49.-Нем.