автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Разработка принципов и формализованных методов построения эргатических систем управления технологическими процессами на сортировочных станциях и участках железных дорог

На правах рукописи

.А

КУЗНЕЦОВ ЛЕОНИД ПЕТРОВИЧ

РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ И ФОРМАЛИЗОВАННЫХ МЕТОДОВ

ПОСТРОЕНИЯ ЭРГАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ НА СОРТИРОВОЧНЫХ СТАНЦИЯХ И УЧАСТКАХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Специальность: 05.13.06 - автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (на транспорте)

АВТОРЕФЕРАТ ДИССЕРТАЦИИ

НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ

НАУК

Ростов-на-Дону 2003

Работа выполнена на кафедре «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации» (РГУПС).

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Долгий Игорь Давидович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Козубенко Владимир Григорьевич кандидат технических наук, доцент Чефранов Сергей Георгиевич

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный университет путей сообщения (ПГУПС)

Защита состоится « У » 2003 г. в час, в конференц-

зале РГУПС на заседании диссертационного совета К 218.010.01 при Ростовском государственном университете путей сообщения (344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Народного ополчения, 2).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « 3 » 2003 г. Отзывы на авто-

реферат, в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Народного ополчения, 2, РГУПС, диссертационный совет.

Учёный секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

М.А. Бутакова.

2.ооз -А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Ускорение научно-технического прогресса, требование повышения эффективности и конкурентоспособности народного хозяйства страны в целом и систем управления им, в частности, способствуют активному внедрению в практику управления сложными объектами новых технических средств и технологий управления. Не исключением является и железнодорожный транспорт. Планы научно-технического перевооружения отрасли включают: разработку автоматизированных систем поддержки решений высшего руководства отрасли; технологии и формализованные технологические модели управления по всем хозяйствам; традиционные вопросы совершенствования перевозочного процесса на участках и сортировки вагонов на станциях; развитие систем автоматизированного управления сложными организационно-технологическими объектами транспорта.

На основе статистических исследований установлена структура затрат времени в процессе эксплуатации грузового вагона: в движении он находится 22% времени, на технических станциях 38%, под грузовыми операциями 35%. За время среднего оборота вагона (8,6 суток) он 13 раз обрабатывается на технических станциях. Этот анализ выявляет ресурсы повышения эффективности работы железнодорожного транспорта и объясняет необходимость разработки новой структуры управления перевозочным процессом. Переломным моментом в создании нового поколения автоматизированных систем управления сортировочными процессами стало внедрение микропроцессорных средств управления. Они обеспечили эффективный стык напольных устройств контроля и управления, а также вычислительных систем, формируемых на базе ПЭВМ и позволяющих внедрить в технологии сортировки современные кибернетические методы управления.

Вместе с тем, внедрение современных информационных технологий и технологий управления, вычислительной техники в практику работы отрасли ставит перед разработчиками автоматизированных систем управления ряд новых вопросов, важнейшими из которых являются:

- согласование места и роли человека и машины в человеко-машинных комплексах управления;

- обеспечение взаимного обучения технической и биологической составляющих комплексов;

- минимизация последствий эмоционально-психологической неустойчивости человека, порождаемой стрессами, усталостью, низкой квалификацией н другими причинами. Максимальное использование возможностей вычислительной техники для обеспечения надежности функционирования систем управления в этих ситуациях.

Актуальность поставленных вопросов подтверждается целым рядом примеров. Достаточно вспомнить и проанализировать катастрофы на железнодорожном транспорте в Каменске (Ростовская область) и в небе Германии (2002г.), причинами которых явились ошибки и неотработанные механизмы взаимодействия операторских звеньев. Степень разработанности проблемы.

Проблемы развития и внедрения автоматизированных систем управления на железнодорожном транспорте рассма-фивались в работах Л.А. Баранова, В.А. Буянова, В.Н. Иванченко, И.Д. Долгого, Е.А. Сотникова, Е.М. Тишкина, Е.М. Ульяницкого, A.A. Явны и др.

Применение и развитие кибернетических методов в эргатических системах управления, к каковым относятся исследуемые объекты, рассматривались в различных аспектах, связанных с многообразием возникающих проблем.

Работы по развитию методов самоорганизации, позволяющих снизить роль субъективного фактора при моделировании автоматизированных систем, проводились С. Биром, Д. Габором, А.Г. Ивахненко, Ф. Розенблатгом, Д. Фогелем,

У. Эшби. В сфере применения указанных методов на железнодорожном транспорте посвящены работы А.Н. Гуды, В.Н. Иванченко, H.H. Лябаха.

Вопросы применения когнитивного анализа для исследования сложных, слабоструктурированных систем рассмотрены в работах Г.В. Гореловой, Э.А. Трахтенгерца. Аналогичные проблемы в области железнодорожного транспорта исследованы в трудах В.Н. Иванченко при создании информационно-логических устройств управления.

Теория массового обслуживания развивалась в работах Е.С. Вентцель, Г. Поттгоффа. В рамках исследуемой темы - М.А. Бутаковой, И.Д. Долгим, H.H. Лябахом.

Исследования в области теории игр, используемой для описания взаимодействия элементов эргатических систем, базируются на работах Дж. Мак-Кинси, Н.П. Воробьева.

Вопросы применения теории нечетких множеств на железнодорожном транспорте, обеспечивающие формализацию опыта и интуиции оператора-эксперта, использующего лингвистические и нечеткие выражения и схемы принятия решений, разрабатывались Н.М. Фонаревым, Л.С. Берштейном, С.М. Ковалевым, А.Н. Шабельниковым.

Проблемы распознавания образов на транспорте исследованы А.Е. Пироговым.

Вместе с тем, исследования указанных авторов решают конкретные задачи автоматизации сложных процессов. Вопросы согласования интересов технической и биологической составляющих автоматизированных систем управления на железнодорожном транспорте и методика совместного использования указанного аппарата для совершенствования исследуемых технологических процессов в должной степени не проработаны.

Цель диссертационной работы - разработка принципов и формализованных методов построения эргатических систем управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте.

Задачи:

1. Проанализировать процессы оперативного управления сортировочной станцией и движением поездов на участке железной дороги.

2. Разработать принципы, структуру и технологию функционирования локальных информационно-управляющих подсистем (комплексов) железнодорожного транспорта.

3. Исследовать роль и место человека (задатчика цели, оператора, биологической составляющей системы принятия решений) в комплексе информационно-управляющих подсистем железнодорожного транспорта с оптимальным распределением функций.

4. Обосновать виды моделей и методы идентификации производственных процессов и процедур принятия решений в системе управления выделенными объектами исследования.

5. Развить алгоритмы и методы интеллектуализации процедур решения прикладных задач при построении АСУ на основе создания экспертных и диалоговых подсистем.

6. Исследовать возможности и особенности внедрения в практику управления разрабатываемых подходов и методов.

Объект исследования — эргатические системы управления на железнодорожном транспорте (на примере систем оперативного управления сортировочной станцией и участком железной дороги).

Предмет исследования - принципы построения локальных комплексов информационно-управляющих систем железнодорожного транспорта, организационно-технологическая структура эргатических систем, модели и методы их исследования в системе оперативного управления объектами исследования.

Методы исследования - системный анализ процессов управления сложными объектами железнодорожного транспорта и процедур взаимодействия человека и технических средств, когнитивный анализ, теория нечетких множеств, теория распознавания образов, корреляционно - регрессионный анализ, теория игр, методы самоорганизации сложных процессов.

Научная новизна исследований, проведенных в диссертационной работе, состоит в следующем:

1. Разработаны принципы построения и функционирования, а также технические структуры локальных информационно-управляющих комплексов (ЛИУК) сортировочной горки (КГМ), парков приема (ПП), формирования

. (ПФ), отправления (ПО) на сортировочной станции и системы управления движением поездов на участке (ДЦ-ЮГ).

2. Сформулированы направления использования и подходы к построению эргатических систем управления объектами железнодорожного транспорта.

3. Уточнен категориальный аппарат синтеза эргатических систем, осуществлена классификация элементов этих систем и построены модели их взаимодействия.

4. Проведена классификация математических методов построения систем автоматизации оперативного управления процессами на железнодорожном транспорте, на основании которых развиты алгоритмы и методы интеллектуализации машинных схем принятия решений.

5. Предложены механизмы построения формального описания эргатических систем на основе когнитивного анализа, теории массового обслуживания, методов ситуационного управления.

Практическая ценность.

Современное состояние теории эргатических систем позволяет создавать содержательные модели, отражающие смысл их функционирования, но не позволяет использовать мощный математический аппарат в качестве инструмента синтеза конкретных человеко-машинных комплексов. Переход от содержательных представлений к формальным моделям, предлагаемый в данной диссертации, обеспечивает создание реальных, согласованных с интересами среды функционирования, объектов автоматизации железнодорожного транспорта. Синтезируемые эргатические системы обеспечивают повышение пропускной способности участка железной дороги, перерабатывающей возможности сортировочной станции, сокращение времени оборота вагона и повышение безопас-

ности движения путем повышения эффективности управленческой деятельности сменного диспетчерского аппарата.

Реализация результатов работы.

В процессе исследования создан ряд формализованных моделей, позволяющих с различных позиций описать эргатическую систему в целом и взаимодействие ее отдельных элементов, разработаны механизмы интеллектуализации технических звеньев принятия решений. Указанные материалы включены в отчет по научно-исследовательской работе «Разработка принципов и методов построения системы управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте», выполненной в интересах НТЦ «ИНТЕХ».

Апробация работы.

Основные положения работы докладывались на различных семинарах и конференциях РГУ ПС (1985-2002) и совещаниях экспертов международного сотрудничества по заданию 1.1.2 «Информационно-управляющая система сортировочных и грузовых станций» (Нальчик 1988; ПНР: Закспане, 1988; Донецк, 1989), Всесоюзной научно-технической конференции «Пути совершенствования перевозочного процесса и управления транспортом» (Гомель, 1985), III Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (Сочи, 2002), обсуждались на отраслевых совещаниях.

Внедрение результатов научных исследований .

Комплекс по автоматизации оперативного управления районом парка прибытия (ЛИУК-ПП) Южной сортировочной системы ст. Красный Лиман Донецкой железной дороги внедрен в 1988 году. Акт приемки комплекса, протокол приемочных испытаний и расчет годового экономического эффекта от внедрения ЛИУК-ПП прилагаются. На участке Краснодар-Тихорецкая С-Кжд в постоянную эксплуатацию сдана диспетчерская централизация ДЦ-ЮГ с РКП в 2001 году. Акт и протокол приемочных испытаний прилагаются.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 18 печатных и 7 рукописных работ общим объемом более 12 п.л. Материалы диссертационного исследования

включены также в отчеты по научно-исследовательским работам лаборатории систем диспетчерского контроля и управления РГУ ПС за 1991-2002гг.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, включающих 16 параграфов, заключения, списка использованной литературы, содержащего 147 наименований и приложений. Общий объем диссертации 182 страницы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи выполненных исследований, обозначены объект и предмет исследования, охарактеризованы элементы научной новизны, теоретическая и практическая ценность диссертации. Содержатся сведения об апробации, внедрении и опубликовании основных результатов соискателя.

В первой главе «Анализ процессов и проблем оперативного управления объектами железных дорог» дана характеристика объекта исследования, представленного двумя видами систем: сортировочной станцией, включающей парки приема (ПП), сортировочные горки (СГ), парки формирования (ПФ), парки отправления (ПО) и участком железной дороги.

В данном разделе осуществлен анализ типовых технологий работы указанных объектов, на основании которого сформулированы проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта: разнохарактерность задач по руководству и непосредственному управлению; значительная «моторная» загрузка диспетчеров; вероятностный характер поступления информации; значительная загрузка каналов связи; необходимость сохранения в памяти системы большого объема оперативных сведений; дефицит времени на принятие обоснованных решений.

В связи с этим, обоснована необходимость рассмотрения данных объектов в совокупности с соответствующими управляющими системами как эргатиче-ских систем и обозначены направления исследований диссертационной работы:

- развитие принципов построения информационно-управляющих комплексов железнодорожного транспорта;

- разработка технических структур и технологий работы локальных комплексов (ЛИУК-ПП, КГМ и др.);

- разработка механизмов обучения машинных блоков принятия решений на основании использования опыта и интуиции специалистов;

- развитие методов формализованного представления эргатических систем;

- разработка и адаптация инструментария, методического и математического обеспечения функционирования человеко-машинных комплексов.

Во второй главе работы «Основные принципы построения информационно-управляющих комплексов железнодорожного транспорта» предложены структуры и определены функции систем автоматизации технологических процессов на станциях и участках железных дорог. В частности, разработаны локальные информационно-управляющие комплексы парка приема (ЛИУК-ПП), сортировочной горки (КГМ), парка формирования (ЛИУК-ПФ), парка отправления (ЛИУК-ПО). На рисунке 1 представлена общая схема информационно-управляющей системы сортировочной станции ИУС СС, определяющая структуру информационных связей между комплексами, техническую базу автоматизации исследуемых процессов.

Проведенный в работе анализ отечественного и зарубежного опыта внедрения аналогичных систем в практику работы железнодорожного транспорта определил несколько этапов:

- разработка общих принципов функционирования исследуемых комплексов, определение их места и роли в системе автоматизации работы железнодорожного транспорта в целом;

- обеспечение информационной и технической базы мониторинга и управления процессами переработки составов на станциях и продвижения их по участкам;

Рис. .1. Организационно технологическая структура МИУС СС

- организация интеллектуального диалогового режима элементов эргатиче-ской системы;

- внедрение и сопровождение автоматизированных систем управления на транспорте.

В настоящее время внедрение систем автоматизации обеспечивает решение задач второго этапа. Проблемы первого и третьего этапов составляют сущность исследований, проведенных в следующих разделах диссертации.

Данный раздел посвящен также исследованию технических структур и технологий работы указанных выше локальных комплексов, применению и совершенствованию разработок в области построения эргатических систем для автоматизации процессов на сортировочной станции и участке железной дороги.

Показано, что эргатические системы на железнодорожном транспорте обладают рядом специфических особенностей, что требует расширения и совершенствования следующих принципов их функционирования.

1. Целеустремленность, которая обеспечивается в этом случае за счет активной составляющей человеко-машинного комплекса. Технические средства, ПМО имеют при этом подчиненную роль, в чем часто кроется причина сбоев эргатической системы за счет привнесения субъективизма лица принимающего решения (ЛПР) в алгоритмы и методы принятия решений. В диссертационном исследовании предлагается развитие этого свойства за счет использования механизмов, обеспечивающих объективизацию процедур принятия решений, в частности:

a) создания коллектива экспертов, усреднение мнений которых уменьшает ошибку отдельного ЛПР;

b) использования «механистических» алгоритмов согласования проблем, то есть эксперты в определенной степени подчиняются машинной части комплекса, определяющей порядок отбора экспертов и формирования их общего мнения.

В развитее высказанной идеи в диссертации предлагается использовать два вида экспертов, представляющих обе составляющие эргатических систем: технические звенья и субъекты управления. Кроме того, здесь человек - и учитель, и ученик, то есть выступает в обеих ролях. В работе приведены модели и структурные схемы, описывающие соотношения роли субъекта управления и технических звеньев принятия решений в синтезируемых и существующих эргатических системах.

2. Существующее в научной литературе определение целостности, не вполне отражает состояние исследуемых эргатических систем. Целостность, в первую очередь, должна ассоциироваться с полнотой, законченностью, самообеспеченностью. Механизм взаимного формирования экспертной комиссии и критериев функционирования системы реализует полноту учета интересов, а сам механизм самодостаточен для совершенствования и адаптации в изменяющихся условиях среды.

3. Активность поведения, которая означает, что как вся система, так и отдельные ее компоненты могут:

a) сами ставить себе и корректировать внутренние цели;

b) делать самостоятельный выбор тех или других методов, путей и средств достижения целей;

c) активно воздействовать на другие системы доступными им средствами.

Высказанные утверждения в равной степени относятся ко всем элементам эргатической системы как биологической, так и технической составляющих. Активность проявляется одновременно у субъекта управления против других субъектов и технических звеньев, а также у технических звеньев принятия решения друг против друга и против субъектов управления.

4. Распределенность, состоящая в данном случае в том, что:

a) задачи, функции, компетенция, права и обязанности не Монополизируются центром, а рассредоточиваются по отдельным компонентам;

b) частные задачи в подсистемах решаются достаточно автономно;

с) реализуются механизмы координации и синхронизации частных задач. Перечисленные свойства создают среду (при определенных условиях) для возникновения самоорганизации процессов, которая должна рассматриваться в качестве еще одного базового свойства сложных эргатических систем, которое требует более подробного анализа.

Можно выделить два типа элементов эргатических систем:

- субъект системы (человек или группа людей) (С);

- техническое звено (ТЗ) - машинный блок принятия решений, исполнительное устройство, объект управления.

Они порождают три качественно различных типа взаимодействий: субъект-субъект; субъект - техническое звено; технические звенья между собой.

Наиболее адекватным для моделирования указанных взаимодействий является аппарат теории игр, позволяющий описать различные виды отношений и на основе анализа обеспечить равновесие этих отношений.

В третьей главе «Развитие методов активизации использования интуиции специалистов» осуществлена разработка механизма обучения машинных блоков принятия решений, теории ситуационного управления объектами железнодорожного транспорта.

Согласно целям и задачам диссертационного исследования, место и роль субъекта в рассматриваемых системах расширяется. Он предстает как биологическая составляющая сложного человеко-машинного комплекса принятия решений. Его роли: лицо, принимающее решение; учитель (имеется в виду обучение машины принятию решений на основании опыта и интуиции оператора-эксперта); ученик (предполагается возможность обучения субъекта за счет использования неоспоримых преимуществ вычислительной техники: память, быстродействие, способность формализованного анализа многомерных данных); реализатор управляющих воздействий.

Разработчиками КГМ-РИИЖТ предложена блок-схема обучения машины принятию решений. Основная цель ее - создание машинного «советчика», обученного на основании опыта, имеющегося у оператора.

Повышенные требования к надежности функционирования систем управления на железнодорожном транспорте приводят, как к одному из возможных способов ее повышения, к использованию мнений нескольких экспертов. В этом случае удается уменьшить фактор субъективности, поскольку решение принимается на основе согласованного мнения коллектива экспертов. Кроме того, эффективность обучения зависит от наличия обратной связи, обеспечивающей посредством управления объектом в реальном масштабе времени полноту представления управляемых ситуаций. Схема обучения имеет следующий вид (рис. 2).

Рис. 2. Блок-схема обучения машины принятию решений

На рисунке: О - объект управления, характеризуемый вектором параметров, часть которых (ху) наблюдается ЛПР„ ¡=1.2....л, и машинным блоком принятия решений (МБПР, х )); БС - блок сравнения принимаемых решений соответственно уч и ум]; БК - блок коррекции алгоритма принятия решений, заложенного в МБПР; БСЭ - блок согласования мнений экспертов.

Распространенным на практике является случай, когда факторы, характеризующие процесс, не выражаются количественно и носят качественный характер. В этом случае необходимо прибегнуть к теории нечетких множеств (понятиям лингвистической переменной и функции принадлежности), позволяющей численно интерпретировать исследуемый признак.

Применение для оптимизации функционирования исследуемых объектов хорошо разработанных методов теории систем (вариационных, динамического программирования, принципа максимума Понтрягина и др.) затруднено вследствие недостаточной математической формализуемости процессов, необходимости управления в реальном масштабе времени, согласования технических и оперативных звеньев, наличием высокой степени неопределенности. Указанные причины обосновывают применение и развитие нового научного направления на железнодорожном транспорте, которое формулируется как теория систем интеллектуального функционирования. В основе этого подхода лежат теория ситуационного управления, теория самоорганизующихся систем, нечетких множеств, теория распознавания образов и др.

При создании человеко-машинных комплексов необходим интерфейс между человеческим мозгом и нечетким автоматом, который должен обеспечить учет опыта и интуиции оператора и инженерно-психологические требования к его работе. Этим целям посвящены лингвистические методы организации псевдофизических языков, позволяющих обрабатывать наборы слов и логические команды на основании специально разработанных грамматики и синтаксиса.

В условиях интенсивной работы станции и участков железных дорог, информационная перегрузка не всегда позволяет диспетчерскому оперативному персоналу принимать правильные и обоснованные решения, качественно осуществлять планирование и управление станционной работой. Несвоевременность, нерациональность получения и представления оперативно-технической информации о всех звеньях технологического процесса резко ухудшает качество оперативного планирования и управления. Традиционные методы теории управления процессами сортировки вагонов и их продвижения по участкам дорог малоэффективны с точки зрения использования опыта и интуиции операторов - экспертов. В этих системах используется язык представления знаний максимально приближенный к структуре естественного языка. В настоящее время активно развиваются два подхода - языки реляционного типа и предикатные

языки. В языках первой группы в явном виде участвуют отношения, Обозначаемые символами.

Рассмотрены и адаптированы к объектам железнодорожного транспорта понятия, имена и отношения, составляющие основу построения языка реляционного типа (табл. 1).

Таблица 1

Примеры обозначения различных типов отношений объектов железнодо-

рожного транспорта

Тип отношений Наименование Обозначение

Временные Быть одновременно Ш

Быть раньше т

Пространственные Был» на КЗ

Быть сзади К4

Идентифицирующие Иметь имя Я5

Динамические Двигаться к Я6

Перевести на К7

Надвигать Я8

Классификационные Быть элементом класса Я9

Обладать ШО

Прагматические Служить для Я11

Участвовать в Я12

Каузативные Быть целью Я13

Быть причиной Л14

Для обозначения понятий будем также использовать символы (знаки): для пути - П, состава - Б, локомотива - Л, отцепа - О, вагона - груза - Г и т.д. С помощью введенных обозначений понятий, имен и отношений можно описывать различные ситуации. Например, описанию ситуации на естественном языке: «На путь №1 подается состав 35 с грузом угля» будет соответствовать ((Б Я5 5)Я6(П Я5 1)111(3 Я5 Ц)), где дополнительно понятие «уголь» обозначено символом и. Четвертая глава диссертационной работы «Развитие методов формализованного представления эргатических систем» посвящена анализу и разработке различных подходов, позволяющих идентифицировать структуру и моделиро-

вать взаимодействие составляющих элементов эргатической системы управления.

В работе определен комплекс перспективных направления исследований, включающий когнитивный анализ, который позволяет определить структуру (техническую, информационную и т.д.) систем, теорию массового обслуживания, используемую для численной оценки эффективности функционирования отдельных элементов и всей системы в целом.

Проиллюстрируем процедуру определения одного из показателей эффективности работы системы массового обслуживания на конкретном примере вычисления среднего времени нахождения в ней заявок из входного потока, характеризуемого интенсивностью А. Пусть имеется система, структура которой включает параллельное и последовательное соединение каналов. Последовательное соединение каналов при определении избранного показателя эффективности функционирования представляет собой тривиальный случай, при котором соответствующие характеристики суммируются. Несколько иначе данная величина определяется для системы, состоящей из двух параллельно соединенных каналов (рис. 3). Входной поток (отцепы, составы) в ней разделяется на две части, интенсивности которых равны Я, и Л2.

К, М1 (|

Рис. 3. Параллельное соединение каналов

Время обслуживания одной заявки одним каналом при простейших потоках определяется по формуле

Как правило, в литературе рассматриваются свободное разделение заявок по параллельным каналам. В этом случае оно осуществляется в соответствии с выражениями

л, (2)

М,+Мг М>+М,

Соотношения (2) отражают требование загрузки каналов пропорционально их пропускающим способностям.

В случае принудительного разделения возникает задача определения соотношений интенсивностей входных потоков заявок, поступающих на различные каналы в соответствии с заданным критерием. Обозначим к - долю заявок, поступающих на первый канал от их общего числа, тогда, учитывая очевидное равенство Я, +Л2 = А, получим

л,=а. л2=о-*)л. (3)

Избранный показатель эффективности - среднее время нахождения заявки в системе - определится как:

Тср=кТ1+(1-к)Тг, (4)

где Т, и Т. - среднее время нахождения заявок в соответствующих каналах. Подставляя в (4) выражения (1) и (3), окончательно получим соотношение

т<р=к~ТГ + (1-*>-¿-1*7' (5)

цх-кХ уи, - (1 - *)Я

которое может рассматриваться в качестве критерия оптимизации {т1р ->ют) и позволяет определить оптимальное значение параметра к. Решая дТ

уравнение —- = 0, и опуская промежуточные выкладки, получим дк

к=УЛ1ъ*-Аас-ь), (6)

72а V где

Проиллюстрируем полученные результаты на конкретном примере технического обслуживания составов в парке приема. Имеется две бригады, осуществляющие обслуживание, характеризуемые интенсивностями ^,=5, /^=2.

Пусть также входной поток характеризуется интенсивностью Л = 2 составов в час. Расчет по формулам (2) дает значения критерия Т =0,400. Использование же соотношения (6) дает Тср =0,332. Таким образом, использование принудительного разделения позволяет сократить среднее время нахождения заявок в системе.

В пятой главе «Разработка и адаптация инструментария, методического и математического обеспечения функционирования человеко-машинных комплексов» разработаны механизмы взаимодействия элементов эргатических систем, обосновано применение ряда процедур согласования мнений коллектива экспертов, разработана методика моделирования эргатических систем. Методика представлена совокупностью следующих этапов:

1. На первом этапе формируется вектор показателей функционирования эрга-тической системы. Решение этой задачи осуществляется коллективом экспертов.

2. Далее определяются концепты - вершины когнитивного графа, на основании опыта эксперта и его интуитивных представлений о логике и характере функционирования системы.

3. На этом этапе осуществляется сбор данных о функционировании исследуемой системы, учитывающих структуру заданных вершин.

4. Проводится расчет коэффициентов корреляции, отражающих наличие или отсутствие линейных связей между концептами, корреляционных отношений, фиксирующих нелинейные зависимости. Полученная информация позволяет перейти к следующему пункту.

5. На этом этапе обозначается структура взаимной зависимости концептов. Среди этих связей следует различать причинно-следственные, составляющие сущность когнитивной карты, опосредованные (корреляция возникает в силу причинно-следственных зависимостей с другим общим фактором).

6. Выделяются причинно-следственные связи. С этой целью можно использовать: а) структурно-логический анализ, б) метод поиска необходимых условий наличия причинно-следственных связей, позволяющие сузить класс «подозри-

тельных» концептов. Метод основан на анализе взаимных корреляционных функций.

7. Формируется модель массового обслуживания, отражающая сущность полученной выше когнитивной карты.

8. Проводится имитационный эксперимент, позволяющий на основании данных пункта 3 алгоритма оценить показатели эффективности эргашческой сис-1емы.

9. Осуществляется проверка соответствия реальных значений показателей и показателей, определенных по имитационной модели. Если наблюдается удовлетворительное соответствие, то модель используется для целей ее построения. В противном случае, величина и характер отклоненнй определяют коррекцию этапа 2. После этого процедура повторяется.

В заключении работы приводятся основные результаты теоретических исследований и внедрения разработанных подходов и механизмов в практику совершенствования автоматизированных систем управления на железнодорожном транспорте.

В приложениях даны акты и справки о внедрении результатов научных исследований, расчеты экономической эффективности предлагаемых комплексов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные исследования включает следующие аспекты:

1. Формирование комплекса проблем создания и функционирования АСУ (организационных, технических, технологических, математических).

2. Разработку локальных информационно-управляющих комплексов ж.д. транспорта.

3. Обоснование применения математических методов и подходов, позволяющих осуществить учет опыта и интуиции оператора-эксперта в машинных блоках принятия решений,

4. Развитие математического аппарата и методики моделирования эргатиче-ских систем, основанного на комплексном применении когнитивного анализа, теории массового обслуживания, ситуационного управления.

5. Адаптацию инструментальных методов и разработку алгоритмов решения конкретных практических задач.

Результаты научных исследований внедрены на станции Красный Лиман

Донецкой ж.д. и более чем на 80 станциях С-Кжд, оснащенных системой ДЦ-

ЮГ с распределенными контролируемыми пунктами, а также используются в

учебном процессе РГУПС.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих печатных

работах:

1. Долгий И.Д., Кулькин А.Г., Пономарев Ю.Э., Кузнецов Л.П. Диспетчерская централизация ДЦ-Юг с распределенными контролируемыми пунктами // «Автоматика, связь, информатика», №8,2002. -С.2-5.

2. Долгий И.Д., Кулькин А.Г., Кузнецов Л.П. Принципы и пути совершенствования эргатических систем управления на транспорте. // Научная мысль Кавказа, №14, Ростов-на-Дону, 2002, - С.65-73.

3. Долгий И.Д., Кулькин А.Г., Кузнецов Л.П. Классификация и описание эргатических систем управления. // Обозрение прикладной и промышленной математики, т.9, вып.2, Москва, 2002, - С.366-367.

4. Долгий И.Д., Кузнецов Л.П., Кулькин А.Г., Пономарев Ю.Э. Централизованная диспетчерская система с распределенными контролируемыми пунктами. Св. на полезную модель №27370, бюл. №3, ФИПС, Москва, 2003.

5. Долгий И.Д., Кузнецов Л.П., Кулькин А.Г., Пономарев Ю.Э. Централизованная диспетчерская система с распределенными контролируемыми пунктами. Св. на полезную модель №27371, бюл. №3, ФИПС, Москва, 2003.

6. Иванченко В.Н., Кузнецов Л.П., Гордон Б.М. а/с №955161 «Устройство для приема и отображения информации». - Москва, 1982.

7. Иванченко В.Н., Лябах H.H., Кузнецов Л.П., Самойленко Ю.А. Автоматизация оперативного управления сортировочной станцией на основе локальных информационно-управляющих систем // Межвузовский тематический сборник «Микропроцессорные системы управления на ж/д транспорте», Ростов-на-Дону: РИИЖТ, вып. 178,1984. -С.11-18.

8. Иванченко В.Н., Лябах H.H., Кузнецов Л.П., Каймаков К.Г., Шарнин Ю.А., Юрьева H.A. Организация работы сортировочной станции на основе использования баз данных. - Указатель ВИНИТИ «Депонированные научные работы», №1 Москва. 1987.

9. Кузнецов Л.П., Пирогов А.Е. Использование методов ситуационного управления на сортировочной станции // Всесоюзная научно-техническая конференция «Пути совершенствования перевозочного процесса и управления транспортом». - Гомель: БИИЖТ, 1985. - С.472-474.

10. Кузнецов JI.П. К вопросу автоматизации ведения графика исполненной работы маневрового диспетчера // Научно-теоретическая конференция РИИЖТа, 1985.

11. Кузнецов Л.П. Разработка вопросов математического обеспечения МИУС СС//НТК РИИЖТа, 1986.

12. Кузнецов Л.П. Локальный информационно-управляющий комплекс парка прибытия // Межвузовский тематический сборник «Микропроцессорные информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте». - Ростов-на-Дону: РИИЖТ, вып. 188,1987. - С. 16-27.

13. Кузнецов Л.П. Разработка структуры локальных информационно-управляющих комплексов парков сортировочных станций // НТК РИИЖТа, 1988.

14. Кузнецов Л.П. Разработка человеко-машинных комплексов принятия решений. // Вестник РГУ ПС, №2, Ростов-на-Дону, 2002, - С. 93-95.

15. Кузнецов Л.П., Иванченко В.Н., Лябах H.H., Самойленко Ю.А. Автоматизация технологических процессов в системе оперативного управления сортировочной станцией // Учебное пособие. - Ростов-на-Дону: РИИЖТ, 1984.-78с.

16. Кузнецов Л.П., Чикина Т.Л., Гавриленко Т.И. Особенности создания и внедрения информационно-управляющих комплексов парков сортировочной станции // Научно-техническая конференция РИИЖТа, 1987.

17. Кузнецов Л.П., Шарнин Ю.А. Решение многокритериальных задач в мик-

ропроцессорных и информационно-управляющих системах ж/д транспорта // Межвузовский тематический сборник «Микропроцессорные информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте». -Ростов-на-Дону: РИИЖТ, вып. 188,1987.-С.150-155.

18. Лябах H.H., Пирогов А.Е., Кузнецов Л.П., Лойкова А.Ю. Обработка данных при построении распознающих систем на ж/д транспорте // Межвузовский сборник научных трудов «Автоматизированные системы испытания объектов ж/д транспорта». - Москва.: МИИТ, вып. 775, 1986. -С.8-10.

Кроме перечисленных в диссертации используются материалы еще 7 работ автора.

-А

Кузнецов Леонид Петрович

РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ И ФОРМАЛИЗОВАННЫХ МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ ЭРГАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ НА СОРТИРОВОЧНЫХ СТАНЦИЯХ И УЧАСТКАХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 30.05.2003 г. Формат 60x84/16 Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. Печ. Л 1,2 Уч.-изд.л. 1. Тираж 100. Заказ № 672.

Ростовский государственный университет путей сообщения.

Лицензия ЛР № 65-54 от 10.12.1999 г.

Ризография РГУПС. Лицензия ПЛД № 65-10 от 10.08.1999 г.

Адрес университета: 344038, Ростов н/Д, пл. Им. Ростовского стрелкового

Полка народного ополчения,2

Условные обозначения:.

Введение.

1. Анализ процессов и проблем оперативного управления объектами железных дорог.

1.1. Характеристика процессов оперативного управления на сортировочной станции.

1.2. Анализ методов управления технологическими процессами на участках железных дорог.

2. Основные принципы построения информационно-управляющих комплексов железнодорожного транспорта.

2.1. Функционально-блочная структура систем автоматизации технологических процессов на сортировочных станциях и участках железных дорог.

2.2. Техническая структура и технология работы локальных комплексов автоматизации.

2.3. Проблемы разработки эргатических систем управления.

2.4. Анализ существующих подходов к описанию эргатических систем.

3. Развитие методов активизации использования интуиции специалистов.

3.1. Разработка механизма обучения машинных блоков принятия решений.

3.2. Методы представления знаний в человеко-машинных комплексах.

3.3. Разработка теории ситуационного управления объектами железнодорожного транспорта.

4. Развитие методов формализованного представления эргатических систем.

4.1. Идентификация структуры эргатической системы на основе когнитивного анализа.

4.2. Оценка эффективности функционирования эргатических систем с помощью теории массового обслуживания.

4.3. Применение принципов самоорганизации процессов в эргатических системах.

5. Разработка и адаптация инструментария, методического и математического обеспечения функционирования человеко-машинных комплексов.

5.1. Разработка механизмов описания взаимодействия элементов систем.

5.2. Развитие методов формализации и согласования экспертных мнений.

5.3. Разработка методики моделирования эргатических систем.

5.4. Применение разработанных подходов и методов при создании сложных человеко-машинных комплексов.

Актуальность работы

Ускорение научно-технического прогресса, требование повышения эффективности и конкурентоспособности народного хозяйства страны в целом и систем управления им, в частности, способствует активному внедрению в практику управления сложными объектами новых технических средств и технологий управления. Не исключением является и железнодорожный транспорт. Планы научно-технического перевооружения отрасли /60/ включают: разработку автоматизированных систем поддержки решений высшего руководства отрасли; технологии и формализованные технологические моделей управления по всем хозяйствам, традиционные вопросы совершенствования перевозочного процесса на участках и сортировки вагонов на станциях; развитие систем автоматизированного управления сложными организационно-технологическими объектами транспорта.

На основе статистических исследований установлена структура затрат времени в процессе эксплуатации грузового вагона: в движении он находится 22% времени, на технических станциях 38%, под грузовыми операциями 35%. За время среднего оборота вагона (8,6 суток) он 13 раз обрабатывается на технической станции /102/. Этот анализ выявляет ресурсы повышения эффективности работы железнодорожного транспорта и объясняет необходимость разработки новой структуры управления перевозочным процессом. Переломным моментом в создании нового поколения автоматизированных систем управления сортировочными процессами стало внедрение микропроцессорных средств управления. Они обеспечили эффективный стык напольных устройств контроля и управления и вычислительных систем, формируемых на базе ПЭВМ и позволяющих внедрить в технологии сортировки современные кибернетические методы управления.

Вместе с тем, внедрение современных информационных технологий и технологий управления, вычислительной техники в практику работы отрасли ставит перед разработчиками автоматизированных систем управления ряд новых вопросов, важнейшими из которых являются:

- согласование места и роли человека и машины в человеко-машинных комплексах управления;

- обеспечение взаимного обучения технической и биологической составляющих комплексов;

- минимизация последствий эмоционально-психологической неустойчивости человека, порождаемой стрессами, усталостью, низкой квалификацией и другими причинами. Максимальное использование возможностей вычислительной техники для обеспечения надежности функционирования систем управления в этих ситуациях.

Актуальность поставленных вопросов подтверждается целым рядом примеров. Достаточно вспомнить и проанализировать катастрофы на железнодорожном транспорте в Каменске (Ростовская область) и в небе Германии (2002г.), причинами которых явились ошибки и неотработанные механизмы взаимодействия операторских звеньев.

Степень разработанности проблемы.

Проблемы развития и внедрения автоматизированных систем управления на железнодорожном транспорте рассматривались в работах JI.A. Баранова, В.А. Буянова, В.Н. Иванченко, И.Д. Долгого, Е.А. Сотникова, Е.М. Тишкина, Е.М. Ульяницкого, А.А. Явны и др.

Применение и развитие кибернетических методов в эргатических системах управления, к каковым относятся исследуемые объекты, рассматривались в различных аспектах, связанных с многообразием возникающих проблем.

Работы по развитию методов самоорганизации, позволяющих снизить роль субъективного фактора при моделировании автоматизированных систем, проводились С. Биром, Д. Табором, А.Г. Ивахненко, Ф. Розенблаттом, Д. Фогелем, У. Эшби. В сфере применения указанных методов на железнодорожном транспорте посвящены работы А.Н. Гуды, В.Н. Иванченко, Н.Н. Лябаха.

Вопросы применения когнитивного анализа для исследования сложных, слабоструктурированных систем рассмотрены в работах Г.В. Гореловой, Э.А. Трахтенгерца. Аналогичные проблемы в области железнодорожного транспорта исследованы в трудах В.Н. Иванченко при создании информационно-логических устройств управления.

Теория массового обслуживания развивалась в работах Е.С. Вентцель, Г. Поттгоффа. В рамках исследуемой темы - М.А. Бутаковой, И.Д. Долгим, Н.Н. Лябахом.

Исследования в области теории игр, используемой для описания взаимодействия элементов эргатических систем, базируются на работах Дж. Мак-Кинси, Н.П. Воробьева.

Вопросы применения теории нечетких множеств на железнодорожном транспорте, обеспечивающие формализацию опыта и интуиции оператора-эксперта, использующего лингвистические и нечеткие выражения и схемы принятия решений, разрабатывались Н.М. Фонаревым, J1.C. Берштейном, С.М. Ковалевым, А.Н. Шабельниковым.

Проблемы распознавания образов на транспорте исследованы А.Е. Пйроговым.

Вместе с тем, исследования указанных авторов решают конкретные задачи автоматизации сложных процессов. Вопросы согласования интересов технической и биологической составляющих автоматизированных систем управления на железнодорожном транспорте и методика совместного использования указанного аппарата для совершенствования исследуемых технологических процессов в должной степени не проработаны.

Цель диссертационной работы - разработка принципов и формализованных методов построения эргатических систем управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте.

Задачи:

1. Проанализировать процессы оперативного управления сортировочной станцией и движением поездов на участках железных дорог.

2. Разработать принципы, структуру и технологию функционирования локальных информационно-управляющих комплексов железнодорожного транспорта.

3. Исследовать роль и место человека (задатчика цели, оператора, биологической составляющей системы принятия решений) в комплексе информационно-управляющих подсистем железнодорожного транспорта с оптимальным распределением функций.

4. Обосновать виды моделей и методы идентификации производственных процессов и процедур принятия решений в системе управления выделенными объектами исследования.

5. Развить алгоритмы и методы интеллектуализации процедур решения прикладных задач при построении АСУ на основе создания экспертных и диалоговых подсистем.

6. Исследовать возможности и особенности внедрения в практику управления разрабатываемых подходов и методов.

Объект исследования - эргатические системы управления на железнодорожном транспорте (на примере систем оперативного управления сортировочной станцией и участками железных дорог).

Предмет исследования - принципы построения локальных комплексов # информационно-управляющих систем железнодорожного транспорта, организационно-технологическая структура, модели функционирования и методы анализа эргатических систем.

Методы исследования - системный анализ процессов управления сложными объектами железнодорожного транспорта и процедур взаимодействия человека и технических средств, когнитивный анализ, теория нечетких множеств, теория распознавания образов, корреляционнорегрессионный анализ, теория игр, методы самоорганизации сложных процессов.

Научная новизна исследований, проведенных в диссертационной работе, состоит в следующем:

1. Разработаны принципы построения и функционирования, а также технические структуры локальных информационно-управляющих комплексов (ЛИУК) сортировочной горки (КГМ), парков приема (ПП), формирования (ПФ), отправления (ПО) на сортировочной станции и системы управления движением поездов на участке (ДЦ-ЮГ).

2. Сформулированы направления использования и подходы к построению эргатических систем управления объектами железнодорожного транспорта.

3. Уточнен категориальный аппарат синтеза эргатических систем, осуществлена классификация элементов этих систем и построены модели их взаимодействия.

4. Проведена классификация математических методов построения систем автоматизации оперативного управления процессами на железнодорожном транспорте, на основании которых развиты алгоритмы и методы интеллектуализации машинных схем принятия решений.

5. Предложены механизмы построения формального описания эргатических систем на основе когнитивного анализа, теории массового обслуживания, методов ситуационного управления.

Практическая ценность.

Современное состояние теории эргатических систем позволяет создавать содержательные модели, отражающие смысл их функционирования, но не позволяет использовать мощный математический аппарат в качестве инструмента синтеза конкретных человеко-машинных комплексов. Переход от содержательных представлений к формальным моделям, предлагаемый в данной диссертации, обеспечивает создание реальных, согласованных с интересами среды функционирования объектов автоматизации железнодорожного транспорта.

Реализация результатов работы.

В процессе исследования создан ряд формализованных моделей, позволяющих с различных позиций описать эргатическую систему в целом и взаимодействие ее отдельных элементов, разработаны механизмы интеллектуализации технических звеньев принятия решений. Указанные материалы включены в отчет по научно-исследовательской работе «Разработка принципов и методов построения системы управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте», выполненной в интересах НТЦ «ИНТЕХ» (приложение, стр. 177-182 ).

Апробация работы.

Основные положения работы докладывались на различных семинарах и конференциях РГУПС (1985-2002) и совещаниях экспертов международного сотрудничества по заданию 1.1.2 «ИУС сортировочных и грузовых станций» (Нальчик 1988; ПНР: Закспане, 1988; Донецк, 1989), Всесоюзной научно-технической конференции «Пути совершенствования перевозочного процесса и управления транспортом» (Гомель, 1985), III Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (Сочи, 2002), обсуждались на отраслевых совещаниях.

Внедрение результатов научных исследований .

Комплекс по автоматизации оперативного управления районом парка прибытия (ЛИУК-ПП) Южной сортировочной системы ст. Красный Лиман Донецкой железной дороги внедрен в 1988 году. Акт приемки комплекса, протокол приемочных испытаний и расчет годового экономического эффекта от внедрения ЛИУК-ПП прилагаются (приложение, стр. 155-166 ). На участке Краснодар-Тихорецкая С-Кжд в постоянную эксплуатацию включена диспетчерская централизация ДЦ-ЮГ с РКП в 2001 году. Акт и протокол приемочных испытаний прилагаются (приложение, стр. 167-176 ). Всего на С-Кжд системой ДЦ-ЮГ с РКП оборудовано более 80 станций.

Результаты научных исследований включены в учебный процесс РГУПС (приложение, стр. 154).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 18 печатных и 7 рукописных работ общим объемом более 12 п.л. Материалы диссертационного исследования включены также в отчеты по научно-исследовательским работам лаборатории систем диспетчерского контроля и управления РГУПС за 1991-2002 гг.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, включающих 16 параграфов, заключения, списка использованной литературы, содержащего 147 наименований и приложение. Общий объем диссертации 182 страницы.

Заключение

Актуальность проблемы совершенствования АСУ ТП на железнодорожном транспорте, представленных комплексом горочным микропроцессорным и системами диспетчерской централизации определяется многими факторами, важнейшими из которых являются:

- роль и значение железнодорожного транспорта как основной грузовой транспортной системы страны;

- повышение требований конкурентоспособности железнодорожного транспорта по отношению к иным транспортным системам и аналогичным зарубежным;

- повышение эффективности транспортного комплекса, учитывающего комплекс показателей: стоимость грузоперевозок, качество, быстродействие и согласованность подсистем перевозочного процесса;

- опережающее развитие вычислительной техники и программных средств и др.

Автоматизированные системы управления на железнодорожном транспорте рассматриваются в работе с позиций эргатических систем, обладающих свойствами самоорганизации структуры, адаптации параметров, обеспечивающих выживание, устойчивость и эффективность в нестационарной среде функционирования.

Исследование, осуществленное в работе удовлетворяет требованиям системного анализа и включает следующие аспекты:

1) формирование комплекса проблем создания и функционирования АСУ (организационных, технических, технологических, математических);

2) обоснование применения математических методов и подходов, позволяющих осуществить учет опыта и интуиции оператора-эксперта в машинных блоках принятия решений. Предложены опосредованные, прямые, основанные на методах регрессионного анализа, теории распознавания образов, теории нечетких множеств и смешанные, основанные на самоорганизации процедур принятия решений;

3) развитие математического аппарата и методики моделирования эргатических систем, основанного на комплексном применении когнитивного анализа, теории массового обслуживания, ситуационного управления;

4) адаптацию инструментальных методов и разработку алгоритмов решения конкретных практических задач;

5) внедрение результатов исследовательской деятельности в НИР, реальные АСУ ТП, функционирующие на железнодорожном транспорте и учебный процесс.

1. Абрамов А. П. Резервы снижения себестоимости перевозок // Железнодорожный транспорт. 1990. № 7, С. 47 51.

2. Абрамов А. П., Мазо Л. А. Определение экономических показателей эксплуатации малодеятельных железнодорожных линий // Вестник ВНИИЖТ. 1996. № 3, С. 12.

3. Аксененко Н. Е. Реформам на железнодорожном транспорте -динамичное развитие // Железнодорожный транспорт. 1998. № 1, С. 2.

4. Ансофф И. Стратегическое управление. М.: Экономика, 1989. 520 с.

5. Архангельский Е. В. Этапность развития, загрузки и эксплуатационная надежность работы станций // Вестник ВНИИЖТ. 1996. №5, С. 12.

6. Басовский Л.Е. Прогнозирование и планирование в условиях рынка: уч. пос. М.:ИНФА, 1999. - 260с.

7. Безрукавенко В. А., Березюк Н. Н., Покавкин В. А., Зубков В. Н. Эффект малозатратных технологий // Железнодорожный транспорт. 1996. № 7, С. 18.

8. Белоконь М. А. Применение математических методов для процессов строительства и восстановления полотна железной дороги. // повышение надежности и долговечности путевых и строительных машин: Межвуз. сб. научн. тр. / РГУПС. Ростов-н/Д, 1995. - С. 162-164.

9. Белоконь М. А. Разработка оптимальных алгоритмов функционирования технологических объектов, являющихся открытыми системами: Автореф. Дисс. канд. Техн. наук. Ростов-н/Дону, 1996.

10. Белоконь М. А., Тимошек И. Н. Разработка алгоритма управления движением поезда с учетом многих критериев // Тез. науч,-учеб.-метод, конф. посвящ. 65-етию РГУПС. Ростов-н/Д, 1996, - С. 7-8.

11. Бигель Дж. Управление производством. Количественный подход. -М, Мир, 1973. 304 с.

12. Бир С.Т. Кибернетика и управление производством. Пер. с англ. Под ред. А.Б. Челюсткина. М.: Физматгиз. - 276 с.

13. Борисов А. Н., Алексеев А. В., Крумберг О. А. и др. Модели принятия решений на основе лингвистической переменной. Рига: Зинатне, 1982.- 123 с.

14. Бормотов М. Ю., Гуров А. Г., Корунов С. С., Кукушкин С. И. Экспертные методы прогнозирования. М.: МАИ, 1985. - 60 с.

15. Бородин А. Ф. Организация вагонопотоков на железных дорогах Польши // Железнодорожный транспорт. 1998. № 1, С. 74.

16. Бородин А. Ф. Транспортное обслуживание и организация вагонопотоков // Вестник ВНИИЖТ. 1997. № 5, С. 36.

17. Бугроменко В. Н., Дмитрук А. К. Внешняя эффективность железнодорожных проектов // Железнодорожный транспорт. 1998. № 2, С. 43.

18. Бурков В. Н., Панкова JI. А., Шнейдерман М. В. О задаче формирования экспертных групп. В кн.: Вопросы кибернетики. Экспертные оценки: Сб. статей/ Научный совет по комплексной проблеме «Кибернетика» АН СССР. - М., 1979, вып. 58.

19. Буянов В.А., Ратин Г.С. Автоматизированные информационные системы на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1984.-239с.

20. Буянова В. К., Кондрахина Н. В., Пояркова М. А. Внутридорожный план формирования поездов. Автоматизация и оперативное управление вагонопотоками / ВНИИЖТ. М.: Трансопрт, 1995. 93 с.

21. Введение в исследование операций., т. 2. Под. Ред. X. Таха. -М., 1979.-260 с.

22. Венецкий И. Г., Кильдышев Г. С. Основы теории вероятностей и математической статистики, М. «Статистика», 1968, С. 360

23. Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. 576 с.

24. Вентцель Е. С., Овчаров JI. А. Теория вероятностей и её инженерные приложения. М.: Наука, 1988. - 480 с.

25. Вишневецкий Д. Г. Применение методов теории массового обслуживания для оптимизации работы сортировочных станций // Сборник работ лауреатов конкурса молодых ученых 1997 г., СКНЦ ВШ, 1998. С. 73-84.

26. Вишневецкий Д. Г., Шабельников А. Н. Проблемы и пути решения задач реструктуризации сложных объектов // Приложение к журналу "Научная мысль Кавказа" Ростов-н/Д: СКНЦ ВШ, 1999.

27. Волкович В. JI. Многокритериальные задачи и методы их решения. М.: Кибернетика и вычислительная техника, 1969.

28. Воробьев Н.П. Теория игр для экономистов и кибернетиков. -М.: Наука, 1985.-272с.

29. Габор Д. Перспективы планирования // Автоматика. 1972.2.

30. Генералов Ю. С. Технология работы малодеятельных линий // Вестник ВНИИЖТ. 1997. № 4, С. 7.

31. Гиг. Дж. Прикладная общая теория систем: в 2-х кн./ Пер. с англ. Под. Ред. Сушкова Б. М., Тюхтина В. С. М.5 Мир, 1981.

32. Глушков В. М. О прогнозировании на основе экспертных оценок. Кибернетика, 1969, № 2.

33. Гольбан Е. В. Разработка методов принятия решения в условиях неопределенности исходных данных; теоретико-игровой подход: Дисс. канд. техн. наук Ростов-на-Дону, 1998.

34. Долгий И.Д. Методы и технические средства организации диспетчерского управления движением поездов // Автоматизация и управление технологическими процессами на железнодорожном транспорте. Ростов-на-Дону: РИИЖТ, 1989. - С.105-109.

35. Долгий И.Д., Кулькин А.Г., Пономарев Ю.Э., Кузнецов Л.П. Диспетчерская централизация ДЦ-Юг с распределенными контролируемыми пунктами // АТС на ж/д транспорте, №8, 2002.

36. ДЦ-ЮГ с распределенными контролируемыми пунктами (РКП). Основные данные и возможности применения //Рекламные материалы. Ростов-на-Дону: РГУ ПС, 2002. 14с.

37. Елисеева И. И., Рукавишников В. О. Группировка, корреляция, распознавание образов. М.: Статистика, 1977. - 144 с.

38. Елфимов Г. М., Кузнецов А. П. Анализ опыта организационного управления железнодорожным транспортом в странах ЕС // Вестник ВНИИЖТ. 1997. № 4, С. 44.

39. Елфимов Г. М., Кузнецов А. П. Методика и алгоритмы многоструктурного анализа системы управления железной дорогой // Вестник ВНИИЖТ. 1997. № 1, С. 11.

40. Емеличев В. А., Мельников О. И., Сорванов В. И., Тышкевич Р. И. Лекции по теории графов. М.: Наука, 1990.

41. Заде Л. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений / Пер. с англ. М.: Мир, 1976.- 165 с.

42. Иванченко В. Н. Исследование и разработка алгоритмов функционирования информационно-логической системы автоматизированной сортировочной горки. //Труды РИИЖТа- Ростов-на-Дону: РИИЖТ, 1976, вып. 133. С. 18-24.

43. Иванченко В. Н. Оптимизация комплексных управляющих систем «человек автомат» на крупных сортировочных станциях. //Труды РИИЖТа - Ростов-на-Дону: РИИЖТ, 1975, вып. 114. С.88-90.

44. Иванченко В. Н. Разработка и внедрение микропроцессорной информационно-управляющей системы на сортировочной горке // Экспр,-инф. Сер. Автоматика и связь. М.: ЦНИИТЭИ МПС. - 1986. - № 6. -С. 1-29.

45. Иванченко В. Н., Лябах Н. Н., Ковалев С. М. Принятие решений на железнодорожном транспорте на основе использования теории нечетких множеств: Методические указания. Ростов-н/Д: РИИЖТ, 1987.-28 с.

46. Иванченко В.Н., Кузнецов Л.П., Гордон Б.М. а/с №955161 «Устройство для приема и отображения информации». Москва, 1982.

47. Иванченко В.Н., Лябах Н.Н., Гуда А.Н. Применение методов самоорганизации для построения моделей сложных процессов// Известия СКНЦ ВШ. Технические науки, 1985, № 1.-С. 89-91.

48. Иванченко В.Н., Лябах Н.Н., Кузнецов Л.П., Каймаков К.Г., Шарнин Ю.А., Юрьева Н.А. Организация работы сортировочной станции на основе использования баз данных. Указатель ВИНИТИ «Депонированные научные работы», №1 М.: 1987.

49. Ивахненко А. Г., Зайченко Ю. П., Димитров В. Д. Принятие решений на основе самоогранизации. М.: Советсткое радио, 1976. - 280 с.

50. Ивахненко А. Г., Мюллер И. А. Самоорганизация прогнозирующих моделей. Киев: Техшка: Берлин: ФЕБ Ферлаг Техник, 1984.-223 с.

51. Иловайский Н. Д., Каштанов J1. А., Юрыгина Т. Н. Совершенствование транспортного обслуживания грузовладельцев. Серия «Маркетинг и коммерческая деятельность». Вып. 4. М.: 1997.

52. Иловайский Н. Д., Рудых А. М., Каштанов J1. А. Организация вагонопотоков в условиях рынка // Вестник ВНИИЖТ. 1998. № 4, С. 40.

53. Инструктивные указания по организации вагонопотоков на железных дорогах СССР / МПС СССР. М.: Транспорт, 1984. 256 с.

54. Карасев А. И. Теория вероятностей и математическая статистика. / Учебник для экономических специальностей вузов. М.: Статистика, 1977. 279 с.

55. Ковалев В. И. Совершенствовать организацию перевозок // Железнодорожный транспорт. 1997. № 4, С. 2.

56. Ковалев С.Н., Родзин С.И. Информационные технологии: интеллектуализация обучения, моделирование эволюции, распознавание речи. Ростов-на-Дону: СКНЦ ВШ, 2002. 224с.

57. Козлов П.А. Доклад на расширенном заседании Президиума НТС МПС России, 25 октября 2000 г.

58. Колмогоров А. Н., Фомин С. В. Элементы теории функций и функционального анализа. М.: 1972. - С. 45.

59. Коноплянко В. И., Гуджоян О. П., Зырянов В. В., Косолапов А. В. Организация и безопасность дорожного движения: Учебник для вузов. Кемерово: Кузбассвузиздат, 1998. 236 с.

60. Котельников Р. Б. Анализ результатов наблюдений. М.: Энергоатомиздат., 1986. - 144 с.

61. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств / Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1982. - 432 с.

62. Кузнецов Л.П. К вопросу автоматизации ведения графика исполненной работы маневрового диспетчера // Научно-теоретическая конференция РИИЖТа, 1985.

63. Кузнецов Л.П. Локальный информационно-управляющий комплекс парка прибытия // Межвузовский тематический сборник «Микропроцессорные информационно-управляющие системы на железнодорожном транспорте». Ростов-на-Дону: РИИЖТ, вып.188, 1987.-С. 16-27.

64. Кузнецов Л.П. Разработка вопросов математического обеспечения МИУС СС // НТК РИИЖТа, 1986.

65. Кузнецов Л.П. Разработка структуры локальных информационно-управляющих комплексов парков сортировочных станций // НТК РИИЖТа, 1988.

66. Кузнецов Л.П. Доклад на совещании экспертов по заданию 1.1.2 «ИУС сортировочных и грузовых станций» г. Донецк, 1989.

67. Кузнецов Л.П. Доклад на совещании экспертов по теме 1.14 «ИУС сортировочной станции» задания 1.1.2 «ИУС сортировочных и грузовых станций», ПНР: Закспане, 1988.

68. Кузнецов Л.П. Доклад на четырнадцатом заседании совета уполномоченных по проблеме «Кооперирование и специализация в области исследований, проектирования и производства средств ж/д автоматики, телемеханики и связи». Нальчик, 1988.

69. Кузнецов Л.П., Иванченко В.Н., Лябах Н.Н., Самойленко Ю.А. Автоматизация технологических процессов в системе оперативного управления сортировочной станцией // Учебное пособие. Ростов-на-Дону: РИИЖТ, 1984. - 78с.

70. Кузнецов JT.П., Пирогов А.Е. Использование методов ситуационного управления на сортировочной станции // Всесоюзная научно-техническая конференция «Пути совершенствования перевозочного процесса и управления транспортом». Гомель: БИИЖТ, 1985. -С.472-474.

71. Кузнецов Л.П., Чикина Т.Л., Гавриленко Т.И. Особенности создания и внедрения информационно-управляющих комплексов парков сортировочной станции // Научно-техническая конференция РИИЖТа, 1987.

72. Кулагин Н. Н. Производственная структура железных дорог и вопросы оптимизации размера предприятий. Труды ЦНИИ МПС. Вып. 495. М., «Транспорт», 1973, 92 с.

73. Кунц Г., О'Доннел С. Управление: системный и ситуационный анализ управленческих функций. Т. 1, 2. М.5 Прогресс, 1981. 495 е., 512 с.

74. Кур X., Полиньски Я. Логистические центры как форма обслуживания грузовых перевозок в XXI веке // Вестник ВНИИЖТ. 1997. №4, С. 11.

75. Кутыркин А. В. Информационные технологии. Концентрация сортировочной работы в новых условиях // Железнодорожный транспорт. 1997. №2, С. 14.

76. Куценко Н. Н., Бородин А. Ф. Новое в организации вагонопотоков // Железнодорожный транспорт. 1997. № 1, С. 20.

77. Лапидус Б. М. Совершенствование структуры управления на этапе перехода к рынку // Железнодорожный транспорт. 1996. № 4, С. 50.

78. Левин В. И. Структурно-логические методы исследования сложных систем с применением ЭВМ. М.: Гл. ред. Физ. - мат. Лит., 1987.-304 с.

79. Лейбнинд А. Р., Рудник Б. Л. Моделирование организационных структур (классификационный подход). М.: Наука, 1981. 144 с.

80. Линденбаум М. Д. Математические модели в расчетах на ЭВМ5 Учебное пособие. Ч. 4. Метод статистических испытаний (Монте-Карло) / Рост. Гос. Ун-т путей сообщения. Ростов н/Д, 1993. 43 с.

81. Лисенков В.М. Микропроцессорные системы интервального регулирования движения поездов // // Всесоюзная научно-техническая конференция «Пути совершенствования перевозочного процесса и управления транспортом». Гомель: БИИЖТ, 1985. - С.54-55.

82. Литвак Б. Г. Экспертная информация: Методы получения и анализа. М.:Радио и связь, 1982. - 184 с.

83. Лябах А.Н., Хаблак К. А. Моделирование станционных процессов с помощью теории массового обслуживания // Научная мысль Кавказа. Приложение №8, 2001. С. 39-41.

84. Лябах Н. Н. Разработка и реализация самоорганизующихся процедур построения математических моделей сложных объектов и процессов принятия решений: диссерт. Докт. Техн. наук. Ростов-н/Дону, 1992.

85. Лябах Н. Н., Вишневецкий Д. Г. Применение математических методов для оптимизации работы транспортных систем // Тезисы международной научно-практической конференции «Строительство-98», РГСУ, 1998. -С. 32-34.

86. Лябах Н.Н., Шабельников А.Н. Техническая кибернетика на железнодорожном транспорте. Ростов-на-Дону: Диапазон, 2002. 287с.

87. Мак-Кинси Дж. Введение в теорию игр. Пер с англ. М.: государственное изд-во физ.-мат. Литературы, 1960. - 420 с.

88. Малышев Н. Г., Берштейн Л. С., Боженюк А. В. Нечеткие модели для экспертных систем в САПР. М.: Энергоатомиздат, 1991. -136 с.

89. Математические методы исследования и принятия управленческих решений: Учебное пособие / Лябах Н. Н.; РГУ ПС. Ростов-на-Дону, 1993. 89 с.

90. Мачерет Д. А., Кузнецова А. А. Анализ работы технической станции: новые подходы // Железнодорожный транспорт. 1997. № 3, С. 16.

91. Мелихов А. Н., Берштейн Л. С. Конечные четкие и расплывчатые множества. Ч. 2. Расплывчатые множества. Таганрог -ТРТИ, 1981. -90 с.

92. Мелихов А. Н., Берштейн Л. С., Коровин С. Я. Расплывчатые ситуационные модели принятия решений: Учебное пособие по программе ЦИПС ТРТИ. Таганрог: ТРТИ, 1986. - 92 с.

93. Методы анализа данных / Под. Ред. Э. Дидэ и др. М.: Финансы и статистика, 1985. 360 с.

94. Мишарин А. Информатизация важнейшее средство повышения эффективности работы отрасли // железнодорожный транспорт, №9,1999.

95. Мищенко Н.Г. Оптимизация длин участков обращения локомотивов и работы локомотивных бригад //Вестник РГУПС. 2002. №2 С.62-68.

96. Моисеев Н. Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981.

97. Новая парадигма развития России (комплексные проблемы устойчивого развития). Под ред. В.А. Коптюга, В.М. Матросова, В.К. Левашова. М.: «Академия», МГУК, 1999. - 459с.

98. Осьминин А. Т. Методика расчета оптимальной организации местных вагонопотоков // Вестник ВНИИЖТ, 1997, № 5, С. 40.

99. Панкова Jl. А., Шнейдерман М. В. Последовательная процедура экспертного опроса. М.: Автоматика и телемеханика, 1975. -№8.

100. Петров Б. Н., Уланов Г. М. И др. Теория моделей в процессах управления. М.: Наука, 1978. - 223 с.

101. Петровский С. А. Прогнозирование на проблемных сетях. В кн.: Комплексное прогнозирование в экономике и международных отношениях. - М.: ИМЭМО, 1975.

102. Пешков А. М. Критерии и методы оптимизации при формировании укрупненных железных дорог. // Вестник ВНИИЖТ. 1997. №6, С. 3.

103. Пешков А. М. Методы и системы управления эксплуатацией парка грузовых вагонов в новой экономической среде // Вестник ВНИИЖТ. 1998. № 1,С. 14.

104. Поттгофф Г. Теория массового обслуживания / Пер. с нем. Под ред. Е. П. Нестерова. М.: Транспорт, 1979. 144 с.

105. Пушкин В. Н. Оперативное мышление в больших системах. -М.: Энергия, 1965.-257 с.

106. Ребец В. И., Иванов Г. Р. Слагаемые эффективной работы // Железнодорожный транспорт. 1998. № 1, С. 28.

107. Румшинский Л. 3. Математическая обработка результатов эксперимента. М.: Наука, 1971. - 192 с.

108. Саати Т. Л. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения. М.: «Советское радио», 1971, 520 с.

109. Сакульева Т. Н. Сортировочные станции в современных условиях // Железнодорожный транспорт. 1997. № 7, С. 6.

110. Саульев В. К. Математические модели теории массового обслуживания. М.: Статистика, 1979. - 96 с.

111. Сотников Е.А. Интенсификация работы сортировочных станций. М.: Транспорт, 1979. - 239с.

112. Сотников И. Б. Взаимодействие станций и участков железных дорог. М., «Транспорт», 1976. 268 с.

113. Сотников И. Б. Теоретические основы взаимодействия в работе приемо-отправочных парков станций и прилегающих участков. Учебное пособие. М.: МИИТ, 1967, 60 с.

114. Типовой технологический процесс работы сортировочной станции. Утвержден Зам. Министра путей сообщения В.Н. Гинько, 13.05.1986г. М.: МПС, 1986. - 422с.

115. Тихомиров О. К. Структура мыслительной деятельности человека. М.: Издательство МГУ, 1969. - 158 с.

116. Толкачев В. Н., Санежинский Ф. Н. Железные дороги Германии. Перевозки: тенденции, концепция, структурная реформа // Железнодорожный транспорт. 1998. № 3, С. 74.

117. Толкачева М. М. Структурные преобразования // Железнодорожный транспорт. 1998. № 4, С. 14.

118. Толкачева М. М., Кулагин Н. Н., Лакеева М. А., Овчинников Ф. Е. Чупейкина Л. Г., Мартынова Л. А. Направленность в реформировании структуры железных дорог и ее соответствие Гражданскому кодексу РФ // Вестник ВНИИЖТ. 1996, № 3, С. 3.

119. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений: Научно-практическое издание. Серия «Информатизация России на пороге XXI века». М.: СИНТЕГ, 1998. - 376с.

120. Ту Дж., Гонсалес Р. Принципы распознавания образов /Пер. с англ. Под ред. Ю. И. Журавлева. М.: Мир, 1978. - 411 с.

121. Тюрин Ю. Н., Макаров А. А. Анализ данных на компьютере / Под ред. В. Э. Фигурнова. М.: ИНФРА - М, Финансы и статистика, 1995.-384 с.

122. Уракова С. Ю. , Чефранов С. Г. Об адекватности представления экспертной информации // Известия ВУЗов СевероКавказский регион, Технические науки, 2000 г. №4.

123. Филоненков А. И. Математические модели в расчетах на ЭВМ. Уч. Пособие. Ч. 2., РГУПС. Ростов-н/Д, 1994. 81 с.

124. Фогель Дж., Оуэне Дж., Уолш А. Искусственный интеллект и эволюционное моделирование. М.: Мир, 1969. - 230с.

125. Хальд А. Математическая статистика с техническими приложениями. Пер. с англ. Н. Н. Воробьева, В. В. Петрова и А. П. Хущ. М.: из-во И. Л., 1956, С. 664.

126. Хелмер О. Анализ будущего: метод Дельфи. В кн.: Научно-техническое прогнозирование для промышленности и правительственных учреждений: Пер. с англ. / Под ред. Г. М. Доброва. - М.: Прогресс, 1972.

127. Шабельников А.Н. Системы автоматизации сортировочных горок на базе промышленных компьютеров. М.: «Автоматика, связь, информатика», 2001. №11, С.13-16.

128. Шор Я. Б. Статистические методы анализа контроля качества и надежности. М., Советское радио, 735 с.

129. Шторм Р. Теория вероятностей. Математическая статистика. Статистический контроль качества. Пер. с нем. Н. Н. и М. Г. Федоровых. Под ред. Н. С. Райбмана., М.: "Мир", 1970.

130. Эльясберг П. Е., Измерительная информация: сколько её нужно? Как её обрабатывать? М.: Наука, 1983. - 208 с.

131. Энциклопедия кибернетики. В 2-х томах. Киев, 1975. - Т. 1. -608 с.; Т. 2.-624 с.

132. Явна А.А. и др. Автоматизация процессов управления движением поездов на основе применения микропроцессорных средств. Уч. пособие. Ростов-на-Дону: РИИЖТ, 1991. - 58с.

133. Ashby W.R., Design for a Brain, Sharman and Hall, London, 1954.

134. Hinricks G. R. Creativity in industrial scientific research. A critical survey of current opinion. Theory and knowledge. " AMA management Bulletin. " New York, 1961, n. 12.

135. Linfoot E. H. An informational measure of correlation. Information and Control, 1957. V. I., p. 85-89.

136. Tong R. Synthesis of Fuzzy models for industrial processes Some recent results. - Int. J. General Systems. 1978, No. 4, p. p. 143 - 162.

137. Yager R. R. Multiple objective decision making using fuzzy sets // Int. J. Man-Machine Studies. 1977. No. 9. p. 375 - 383.