автореферат диссертации по транспорту, 05.22.08, диссертация на тему:Ситуационно-процессное управление работой сортировочной станции

На правах рукописи

НЕХАЕВ Максим Анатольевич

СИТУАЦИОННО-ПРОЦЕССНОЕ УПРАВЛЕНИЕ РАБОТОЙ СОРТИРОВОЧНОЙ СТАНЦИИ

Специальность 05.22.08 - Управление процессами перевозок

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 О мд[1 ^

Самара - 2012

005042795

Работа выполнена на кафедре «Экономика и логистика на транспорте» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Самарский государственный университет путей сообщения».

Научный руководитель: доктор экономических наук, профессор

Куренков Петр Владимирович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор -

Шапкин Игорь Николаевич, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)», кафедра "Управление эксплуатационной работой и безопасностью на транспорте"; кандидат технических наук, доцент -Рязанова Екатерина Владимировна, ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный университет путей сообщения (РГУПС)», кафедра «Управление эксплуатационной работой».

Ведущая организация - Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта» (ОАО «ВНИ-ИЖТ»),

Защита диссертации состоится «24» мая 2012 года в 13й на заседании диссертационного совета Д 218.005.07 при Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу:

127994, Москва, ул. Образцова, д. 9 строение 9, ауд. 1112.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан: «24» апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

А.В.Горелик

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследуемой темы. В настоящее время происходят существенные изменения в оперативном управлении перевозками на всей сети железных дорог России. Стремительное развитие информационных технологий, систем связи и телекоммуникаций позволяет поднять систему оперативного управления перевозками на новый уровень, а использование современных АСУ способствует повышению качества оперативного управления перевозочным и другими производственными процессами в ОАО «РЖД».

Современные информационные системы позволяют получить на всех уровнях доступ к любой необходимой информации, начиная от реальной дислокации вагонов и локомотивов и заканчивая укрупненными показателями работы железных дорог и сети в целом.

Анализ показал, что используемые в настоящее время методы и приёмы повышения эффективности работы сортировочных станций (СС) в основном исчерпаны, вследствие чего объективно необходимым становится поиск более тонкого инструментария «настройки» с целью учёта резко изменяющихся в условиях рынка требований к управлению вагонопотоками. Эта настройка может быть увязана с инструментарием имитационного моделирования транспортных систем.

Существенным недостатком многих современных информационных систем является то, что лицо, принимающее решение (ЛПР), действует, исходя из сложившейся ситуации на основе собственного опыта и субъективной оценки дальнейшего развития ситуаций, что во многих случаях приводит к выбору неоптимального плана работы. Для дальнейшего совершенствования управления перевозочным процессом необходимо повысить эффективность принимаемых решений с помощью современных информационных технологий.

В грузовом движении до 80 % ситуаций в течение определённого времени повторяются. Поэтому у более опытных диспетчеров показатели рабо-

ты за смену являются более высокими, чем у диспетчеров с меньшим стажем работы.

Таким образом, назрела необходимость перехода от информационно-справочного к информационно-прогнозному, а в перспективе к оптимизационно-управляющему и интеллектуально-логистическому управлению транспортным комплексом и СС в частности. Поэтому тема данной диссертационной работы является актуальной.

Цель и задачи исследования. Целью диссертации является разработка имитационной ситуационно-процессной модели функционирования СС, которая в отличии от известных, учитывает критерии эффективности приоритетов, влияющих на простой вагонов, для решения главной станционной задачи - пропуск транзитного вагонопотока с переработкой и без переработки.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- выполнен анализ работы СС Куйбышевской железной дороги - филиала ОАО «РЖД»;

- систематизированы понятия и принципы ситуационно-процессного управления (СПУ);

- выполнена классификация ситуационных центров;

- разработана унифицированная классификация объектов управления, станционных процессов и операций;

- рассмотрен комплекс задач оперативного управления и установлена взаимосвязь между ними;

- разработана модель функционирования СС, формализованная в терминах теории взаимодействующих процессов (ТВП);

- определена эффективность применения предложенных моделей с использованием форсайт-технологий.

Объектом исследования являются железнодорожные сортировочные станции.

Предметом исследования являются процессы, происходящие на сортировочных станциях при переработке вагонопотоков.

4

Теоретико-методологической основой исследования являются труды Александрова А.Э., Акулиничева В.М., Апатцева В.И., Батурина А.П., Бессо-ненко С.А., Бородина А.Ф., Воронина B.C., Ефименко Ю.И., Жардемова Б.Б., Зябирова Х.Ш., Кобзева В.А., Козлова П.А., Куренкова П.В., Левина Д.Ю., Левченко A.C., Лецкого Э.К., Пазойского Ю.О., Персианова В.А., Поплав-ского A.A., Правдина Н.В., Резера С.М., Розенберга E.H., Розенберга И.Н., Савиной В.М., Соколова П.С., Сотникова Е.А., Сотникова И.Б., Тишанина А.Г., Третьяка В.П., Тулупова Л.П., Шабалина H.H., Шабельникова А.Н., Шапкина И.Н., Шмулевича М.И. и других учёных и практиков.

Информационно-эмпирическую базу исследования составили материалы научно-технических, научно-практических и научно-методических конференций, статьи в сборниках научных трудов и в периодической печати, данные информационно-аналитических и управляющих автоматизированных систем, функционирующих на сети железных дорог (ОСКАР, СИРИУС, АСОУП и других), материалы научно-технических и технико-экономических советов Куйбышевской железной дороги и ОАО «РЖД», годовые отчеты о проделанной работе за 2009-2011 гг., информационные Intranet и Internet ресурсы ОАО «РЖД» и Минтранса России.

Работа выполнена в рамках паспорта специальности 05.22.08. -«Управление процессами перевозок».

Метод исследования. При выполнении работы использовался комплекс методов, включающий системный анализ, экспертные оценки, прогнозирование и компьютерное моделирование станционных процессов. Основные положения и выводы подтверждены экспериментальными расчётами.

Научная новизна работы. Предложен новый подход к моделированию станционных процессов, основанный на сочетании и гибком использовании компьютерного моделирования и форсайт-технологий.

Теоретическая значимость заключается в уточнении принципов системного подхода к описанию и исследованию процессов управления СС.

Дальнейшее развитие теоретических положений в данном направлении позволит адаптировать административно-организационную структуру управления к требованиям, предъявляемым к СС; повысить качество принимаемых управленческих решений; внести уточнения в существующий алгоритмический аппарат автоматизированной системы управления, контроля и анализа работы СС, интегрированной в корпоративную информационную систему железнодорожного транспорта.

Практическая значимость диссертации состоит в возможности повышения качества оперативного управления работой СС с использованием нового подхода к анализу основных показателей эксплуатационной работы. Это позволяет: повысить эффективность использования тягового подвижного состава и парка грузовых вагонов, сократить простой вагонов на СС и общее время оборота, снизить технологические и экономические риски.

Реализация работы. Результаты исследований применяются при разработке дополнений в существующий технологический процесс работы сортировочных станций Кинель и Сызрань-1, а также сортировочной системы грузовой станции Новокуйбышевская Куйбышевской дирекции управления движением - филиала ОАО «РЖД».

Основные теоретические положения диссертации используются на кафедре «Управление эксплуатационной работой» ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет путей сообщения» в лекционном курсе по дисциплине «Автоматизированные системы управления сортировочным комплексом».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались, обсуждались и получили одобрение на: совместном заседании кафедр «Управление эксплуатационной, грузовой и коммерческой работой», «Железнодорожные станции и узлы», «Экономика и логистика на транспорте» СамГУПС (Самара, 2008-2011 гг); заседании кафедры «Управление эксплуатационной работой» МИИТ (Москва, 2011 г.);

Международной научно-практической конференции "Проблемы и перспек-

6

тивы развития транспортного комплекса: образование, наука, производство" (Ростов-на-Дону, 2009 г.); Научно-практической конференции, посвященной 200-летию транспортного образования в России (Москва, 2009 г.); IX Международной конференции «Логистика: современные тенденции развития» (Санкт-Петербург, 2010 г.); Второй международной научно-практической конференции «Интеллектуальные системы на транспорте» (Санкт-Петербург, 2012 г.); Пятой международной научно-практической конференции «Государственный подход к обеспечению безопасности перевозок и страхование рисков на железных дорогах с применением логистических технологий» (Москва, 2012 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе в изданиях, рекомендованных ВАК России - 2 работы.

Личный вклад автора. Тема диссертации, её цель, методы и алгоритмы решения задач предложены автором работы. Все экспериментальные расчёты с применением методологии форсайта выполнены автором лично. Анализ и обобщение полученных данных, формулировка выводов по результатам исследований, а также оформление графического материала проведены также автором диссертации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 213 наименований. Основная часть диссертации изложена на 190 страницах текста, содержит 33 рисунка и 51 таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, дана общая характеристика работы, сформулированы цель, задачи, объект и предмет исследования, раскрыты научная новизна, теоретическая и практическая значимость, реализация и апробация выполненной работы.

В первой главе «Общие принципы ситуационного и процессного управления предприятиями» проведен анализ работы СС. Проведено исследование

7

существующих информационных систем управления и планирования работы СС.

Определено понятие «ситуация», выделены основные свойства, из которых ключевыми являются множественность и неоднородность исходных данных. Важно отметить, что ситуация всегда представляет собой некую оценку множества данных. Более того, эта оценка является субъективной, т.к. она зависит от средств и методов обобщения конкретным человеком. Классификация ситуаций представлена на рисунке 1.

Рисунок 1

Рассмотрена роль ситуационных центров с выделением решаемых задач, например, в процессе подготовки оперативных сводок персональный ситуационный центр одновременно позволяет проводить предварительный анализ данных, а руководитель получает возможность не только оперативно ознакомиться с текущей обстановкой, но также проанализировать ее и наметить возможные решения. На рисунке 2 представлена схема существующего информационного обеспечения ЛПР.

Рисунок 2

В главе также рассмотрены методы повышения качества управления благодаря применению ситуационно-процессного управления (СПУ), приведен обзор и выполнен анализ используемых в настоящее время информационных систем для управления СС.

Следует отметить, что существующие системы используются недостаточно эффективно не по вине диспетчерского аппарата СС, а из-за их недостаточного информационного обеспечения. Выход из создавшегося положения становится создание единой информационно-управляющей системы, включающей в себя весь набор функций и справок, необходимых для конкретного работника.

Во второй главе «Классификация объектов управления сортировочной станцией» на основании технологического процесса функционирования СС, составлен комплекс задач СПУ, проведена классификация объектов управления, представлен комплекс задач оперативного управления, а так же параметры, соответствующие каждой задаче, основанные на разработках д.т.н., проф. Тулупова Л.П. (таблица 1).

Таблица 1

Задача Параметр

1 Выбор путей и маршрутов приема и отправления поездов 1 Количество поездов находящихся на станции и в подходе к станции за определенный временной интервал, наличие точек отправления

2 Распределение работы между бригадами ПТО и ПКО парка приема

2 Количество находящихся вагонов на станции, исключая число местных вагонов

3 Распределение работы между работниками, занятыми расформированием поездов

3 Количество локомотивов, задействованных на маневровой работе

4 Планирование очередности выполнения маневровых операций - рейсов горочных локомотивов 4 Количество работников, задействованных в работе сортировочной станции (включая работников всех служб)

5 Выбор оптимальной очередности расформирования прибывших поездов 5 Наличие окон на станции и прилегающих перегонах

6 Количество проходящих пассажирских поездов в заданном интервале времени

6 Определение порядка роспуска состава с учетом наличия особых условий при расформировании

7 Количество исправных поездных локомотивов (на станции, в депо и находящихся в подходе)

7 Определение очередности осаживания вагонов на путях сортировочного парка со стороны

8 Погодные условия

9 Количество местных вагонов следующих под погрузку (из под выгрузки)

8 Распределение работы между составителями поездов

10 Заданные постоянно технические параметры станции

9 Планирование очередности окончания формирования

11 Количество сформированных поездов своего формирования

10 Выбор пути и маршрута выставки состава в парк отправления

12 Количество задействованных точек отправления

И Прикрепление поездных локомотивов и локомотивных бригад к отравляемым поездам

13 Количество погруженных (выгруженных) вагонов

12 Определение маршрутов следования локомотивов под составы

14 Количество времени и очередность производства ремонтных работ на станции

13 Распределение работы между бригадами ПТО и ПКО парка отправления

15 Количество находящихся вагонов на станции

14 Выбор маршрутов следования маневровых локомотивов по станции 16 Количество времени и очередность обработки составов в парках

15 Распределение работы между маневровыми локомотивами 17 Количество времени производства маневровой работы на подъездных путях

18 Потребное число работников, задействованных в работе станции

Установлена взаимосвязь между задачами оперативного управления посредством входных и выходных параметров. Связи между входными и вы-

ходными параметрами задач оперативного управления, с одной стороны, и задачами СПУ, с другой, отражены в таблице 2.

Таблица 2

Параметры (0 - входной параметр, ® выходной параметр)

01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 | 16 17 18

01 0 © © © Ф Ф | Ф

02 0 © © © ® Ф 1 ® ©

03 © © 0 0 0 ® 1® Ф ©

04 © © © © © © © © | Ф ©

§ 05 © © 0 © © © ® © !

4> § Об © © © 0 0 © | © ! ! ©

О. С >, 07 © © © © 0 © © © | | © ©

2 о 08 © © © © ® 1 ©

и 09 © © © © © © © 1 !

о Си С 10 © © © © © © Ф [ © ...............-

о я я 11 © 0 © © © Ф ! 1 1...

я 12 © © 0 © Ф © | 1 . .]__л.- -

& к 13 © © © © © © ® © \ 1 © 4 .... ©

£ ЕГ* 03 14 © © © © © Ф | !

Й СП 15 © © © © © ! 1 ! !® ® !

Так, например, для задачи № 5 (выбор оптимальной очередности расформирования прибывших поездов) входными будут параметры № 1, 2, 4, 5, 8, 10, а в результате решения указанной задачи будут получены выходные параметры № 11, 12, которые, в свою очередь, будут входными для следующих задач.

На основании проведенной классификации для каждого объекта, отнесенного к тому или иному классу, выделены события и состояния, в которых объект управления находится в интервалах между последовательными событиями.

В третьей главе «Разработка модели функционирования сортировочной

станции» в качестве инструментального средства предложена модель функ-

11

ционирования СС, формализованная в терминах ТВП. Приведены модели поведения следующих объектов управления: ЛОКОМОТИВ, БРИГАДА, ГОРКА, СТРЕЛКА, ПУТЬ, а так же модели взаимодействия этих объектов. Ключевыми для СС являются модели взаимодействия объектов, выраженные в процессах ВАГОН С ПЕРЕРАБОТКОЙ и ВАГОН БЕЗ ПЕРЕРАБОТКИ (рисунок 3 и таблица 3).

Рисунок 3

Таблица 3

Событие Обозначение

1 2

Прибытие на станцию В ш В ь"

Закрепление в парке прибытия т> СИ г, ш хзь ,

Осмотр по прибытию о СИ п Ос , £>с

Заезд маневрового тепловоза

Работа по перелому веса (если требуется) в„Ы1

Надвиг вси1

Расформирование в/*11

Накопление вг

1 2

Завершение формирования Вьи1

Выставка в парк отправления В,и1

Закрепление ц (.11 ц ы1

Заезд поездного локомотива В,и1,ВгЫ1

Осмотр по отправлению г, си „ и1 «ш , ь8

Ожидание отправления В„и1, В|,ь"

Отправление со станции В0Ш,В>"

Используя разработанные ранее модели процессов выделенных объектов управления, с учетом разработанной блок-схемы прохождения СС транзитным вагоном с переработкой, представим процесс ВАГОН С ПЕРЕРАБОТКОЙ в графическом виде, что данное позволяет объединить все рассмотренные процессы и даёт наглядное представление о том, где и в какой момент времени взаимодействуют процессы с конкретным вагоном. Далее, рассматривая процесс ВАГОН С ПЕРЕРАБОТКОЙ как ключевой, следует настроить систему таким образом, чтобы протекание данного процесса было максимально быстрым. То есть, для максимально быстрого прохождения СС конкретным вагоном, необходимо, чтобы все элементы, относящиеся к соответствующему процессу, находились в положениях, обеспечивающих отсутствие межоперационных простоев, а так же скорейшего перехода из одного состояния в другое.

Совокупность моделей взаимодействия всех вышерассмотренных процессов, представляет собой модель функционирования СС.

На рисунке 4 представлено взаимодействие объектов управления с процессами ВАГОН С ПЕРЕРАБОТКОЙ (а) и ВАГОН БЕЗ ПЕРЕРАБОТКИ (б).

Учитывая все возможные состояния взаимодействующих объектов можно имитировать «идеальный» процесс ВАГОН С ПЕРЕРАБОТКОЙ. Расположив задействованные объекты управления в требуемых состояниях относительно конкретного вагона или группы вагонов, получим наискорейшее прохождение ими СС.

Рисунок 4

Следует отметить, что в повседневной жизни существует огромное количество ограничительных факторов, вносящих заметные коррективы в работу СС, которые невозможно предопределить, рассматривая только внут-ристанционные процессы. К таким факторам можно отнести, например, необходимость скорейшего прохождения СС порожними вагонами, следующими под погрузку согласно регулировочного задания.

Также, рассматривая оптимизацию прохождения вагоном СС, следует принять единый критерий приоритета продвижения - экономическую целесообразность. В этой связи для «идеального» СПУ необходимо принимать во внимание экономическую составляющую. В современных условиях при возрастающем внимании собственников и операторов вагонных парков к соблюдению перевозчиком нормативных сроков доставки грузов данное условие выходит на первый план. Так, согласно статьи 97 Федерального закона «Устав железнодорожного транспорта», за нарушение установленных сроков доставки грузов перевозчик уплачивает грузополучателю штраф в размере 9 % от тарифа на перевозку грузов за каждые календарные сутки просрочки. Учитывая сложившуюся практику предъявления претензий, можно сделать

вывод, что большинство претензий поступает за нарушение сроков доставки порожних вагонов.

Формирование плана работы с учетом установленных приоритетов может осуществляться следующим образом: первый уровень возвратных данных должен иметь вид, представляющий экономически оптимальное развитие событий для каждого вагона. Учитывая большое число вагонов на станции, неизбежны трудности с визуализацией выдаваемой информации. Поэтому для упрощения восприятия следует произвести укрупнение требуемых действий по средствам объединения однотипных операций. На рисунке 5 представлена модель СПУ.

Информационно -справочные АСУ (АСУ СТ, АС ТРА, СИРИУС и т.д.)

Непредвиденные факторы

Постоянно заданные параметры

"1

л я х а

ч

<и

'1 о х Ю

>1

Нш СПУРСС

5-*тпт

Контроль срока доставки

Выходные данные

Формирование плана работы с учетом установленных приоритетов

Рисунок 5

Важным моментом является то, что после подобного объединения необходимо вновь обращаться к расчету «идеального» сценария развития ситуации, попарно сравнивая отдельные вагоны и группы вагонов.

Модель и анализ результатов моделирования показали, что для скорейшего продвижения конкретного вагона или группы вагонов необходимо определенное состояние каждого задействованного элемента и протекания соответствующих процессов, взаимодействующих друг с другом. Поскольку не имеет смысла рассматривать вопрос скорейшего продвижения конкретного вагона в отрыве от всей СС, логично предположить, что определенные ва-

15

гоны имеют тот или иной приоритет продвижения. Данный факт может быть обусловлен множеством факторов. Например, вагон, содержащий груз с истекшим сроком доставки или с грузом 7-го класса опасности (радиоактивные вещества). Учитывая данное обстоятельство, появляется необходимость учета в моделировании функционирования СС такого понятия как «приоритет продвижения», отражающий экономическую эффективность переработки конкретного вагона или группы вагонов с наименьшим простоем.

Однако, планирование, прогнозирование и оптимизация соответствующего критерия являются весьма затруднительными при формализации в терминах ТВП, что требует применения иной концепции.

В четвертой главе «Социально-экономический аспект реализации проекта» исследуется аспект проблемы СПУ СС с использованием методов микрофорсайта, а также его математической составляющей - метода анализа иерархий.

Для правильной расстановки приоритетов пропуска конкретного вагона, в целях снижения времени нахождения на СС и оборота вагона в целом, предложены к рассмотрению влияющие на это факторы (таблица 4).

Таблица 4

№№ п/п Влияющие факторы

П1 Наличие истекшего или истекающего срока доставки

П2 Востребованность вагона под погрузку (с учетом заявки ф. ГУ-12), в том числе и специального подвижного состава, а также наличие необходимости скорейшего продвижения по прилегающему участку (без условия сроков доставки)

ГО Наличие опасного груза, взрывчатых материалов (ВМ), грузов 7-го класса опасности

П4 Наличие негабаритности, сцеп, наличие вагонов прикрытия

П5 Наличие признака «нерабочий парк»

П6 Наличие скоропортящегося груза, живности, подкарантинных грузов, а также сопровождения проводниками

П7 Наличие регулировочного задания

П8 Наличие специальных условий роспуска, наличие запрета на пропуск через горку

Все критерии и связи между ними представлены в виде диаграммы Исикавы (рисунок 6).

Рисунок 6

Метод решения сформулированной задачи, состоит в следующем: Предположим, что Г= {у1, ...уть} с!( и Х= {х,, ... хтк,,-} а Ькч ; при этом У = Ьк ,Х = 1к-1. Пусть также существует элемент ге такой, что уе:~ . Рассмотрим функции приоритетов

сад ¥-* [0,1], а/.Х-+ [0,1],у = 1,... п . (1)

Обозначив через со , ш : X—>[0,1] «функцию приоритета элементов из X

относительно г », зададим ее формулой:

"к

) = £<оу. (х, к (Уу ), /' = 1,..., Я4+, . (2)

м

Соответствующие алгоритмы упростятся, если из со^ = х, образовать матрицу В , положив = £%,,(*,)• Если обозначить IV, =ю (х;) и Щ = юг (у]), то приведенная выше формула примет вид

/ = 1.-.и*+1. (3)

У=1

Итак, можно говорить о векторе приоритетов со и о матрице приоритетов В (к +1) -го уровня. В результате имеем окончательную формулу IV = ВИ".

Для заданного направленного графа С матрица интенсивности А = (а.,) определяется как матрица, элементами которой являются ау = для всех / и] . Для изучения понятия интенсивности ¿-маршрутов перейдем от графа к соответствующей матрице интенсивности А и ее степеням Ак, к = 1,2,... В связи с этим рассмотрим обратную задачу и понятие превосходства относительно свойства.

Индекс превосходства со/ (к) узла / над всеми другими узлами за к-шагов определяется как

Таким образом, со, (к) - сумма /'-й строки матрицы Ак, делённая на сумму строк.

Общий индекс превосходства со, узла / над всеми другими узлами определяется как

Для определения приоритета, или значимости, каждого события сначала находим важность критериев относительно общей цели. Затем для каждого критерия определяем приоритет событий в отношении данного критерия, т.е. степень влияния событий на этот критерий. Отсюда путем вычислений получаем степень влияния событий на общую цель, и, таким образом, расставляем все события по глобальным приоритетам.

Предлагается использовать вместо линейной свертки нелинейную свертку приоритетов, используя вместо (2) формулу

(4)

I>,(*)

су, =1ш1й> .(аг) = шп

£2Х<*>

(5)

ш(х,) = тт аУ/.

(6)

Однородность и согласованность суждений оценивается индексом согласованности в соответствии с следующим выражением

ИС = Ал-—z_.iL.. (7)

и - 1

Вычисление главного собственного вектора и собственных значений проводится с помощью степенного метода, исключительно удобного в данном случае. Согласно этому методу, выбирается начальный вектор, например, IV = (1,0,...,0), азатем последовательно строятся векторы

м>1 =Ащ1ай, н-, =Ащ!ах, ..., = Ащ/а„, ^

где а к - первая компонента вектора Ам^. После достижения требуемой точности вычислений собственный вектор IV = (Ю[, со2, ... соп) нормируется по формуле

(9)

У-1

чтобы сумма всех компонент равнялась единице.

В таблице 5 представлена матрица приоритетов 1-го порядка, в которой сравниваются попарно критерии 2-го уровня между собой в соответствии с их влиянием на общую цель - снижение простоя вагона на СС и оборота вагона в целом. При этом заполняется только первая строка, а оставшиеся элементы получаются исходя из требований согласованности.

Таблица 5

Цель: снижение простоя вагона Безопасность Сохранность Согласованность Ресурсосбережение Управляемость

Безопасность 1 2 3 5 6

Сохранность 'Л 1 3/2 5/2 3

Согласованность 1/3 2/3 1 5/3 2

Ресурсосбережение 1/5 2/5 3/5 1 6/5

Управляемость 1/6 1/3 1/2 5/6 1

Поскольку критерии расставлены по убыванию приоритетов, в первой строке матрицы стоят целые числа. Первый критерий (безопасность) является наиважнейшим, и по степени важности он имеет слабую степень превосходства по сравнению со вторым критерием (сохранность) и среднюю степень превосходства по сравнению с третьим критерием (согласованность), умеренно сильное превосходство по сравнению с четвертым критерием (ресурсосбережение) и сильное превосходство по отношению к пятому критерию (управляемость). Числа в остальных строках получены соблюдением требований согласованности и обратной симметричности.

Проведены расчеты приоритетов второго уровня иерархии, в которых содержатся объективные оценки при попарном сравнении влияющих факторов относительно того или иного критерия.

Векторы приоритетов второго уровня иерархии получаются из каждой матрицы путем вычисления нормализованного собственного вектора. Они представлены столбцами в таблице 6.

Таблица 6

Безопас- Сохран- Согласо- Ресурсосбе- Управля-

ность ность ванность режение емость

П1 0,30 0,12 0,17 0,05 0,19

П2 0,31 0,04 0,11 0,07 0,17

ПЗ 0,07 0,45 0,07 0,05 0,07

П4 0,12 0,04 0,03 0,09 0,04

П5 0,03 0,05 0,04 0,15 0,10

П6 0,03 0,11 0,10 0,31 0,17

П7 0,05 0,12 0,37 0,25 0,21

П8 0,09 0,07 0,11 0,03 0,05

Для общего ранжирования влияющих факторов умножим матрицу приоритетов второго уровня иерархии справа на транспонированный вектор-строку приоритетов первого уровня. Таким образом, матрица, составленная из векторов приоритетов второго уровня иерархии, взятых в качестве ее столбцов, умножается на вектор весов критериев приоритетности со. Ниже

показан результат умножения матрицы приоритетов на транспонированный вектор-строку приоритетов первого уровня.

0,30 0,12

0,31 0,04

0,07 0,45

0,12 0,04

0,03 0,05

0,03 0,11

0,05 0,12

0,09 0,07

0,17 0,05 0,19

0,11 0,07 0,17

0,07 0,05 0,07

0,09 0,04 0,15 0,31

0,03 0,04 0,10 0,37 0,25 0,11

0,10 0,17 0,21

0,45 0,23 0,15 0,09 0,08

0,21 0,18 0,16 0,08 0,05 0,10 0,14 0,08

0,03 0,05

Таким образом, ранжирование отдельных влияющих факторов по шкале отношений согласно их общему влиянию на общую цель дает возможность получить искомый общий вектор приоритетов третьего уровня иерархии, представляющий приоритеты (веса) этих факторов (таблица 7).

Таблица 7

Влияющие факторы П1 П2 ПЗ П4 П5 П6 П7 П8

Приоритет \У 0,21 0,18 0,16 0,079 0,05 0,10 0,14 0,080

В таблице 8 представлена упорядоченная приоритетность влияющих факторов.

Таблица 8

Приоритет Влияющие факторы

1 2

1 (0,21) Наличие истекшего или истекающего срока доставки

2 (0,18) Востребованность под погрузку (с учетом заявки ф. ГУ-12), в том числе и специального подвижного состава, а так же наличие необходимости скорейшего продвижения вагона по участку (без условия сроков доставки)

3 (0,16) Наличие опасного груза, в том числе грузов с ВМ, 7-го класса опасности

4(0,14) Наличие регулировочного задания

5 (0,10) Наличие скоропортящегося 1руза, живности, подкарантинных грузов, а так же грузов сопровождаемых проводниками

6 (0,08) Наличие специальных условий роспуска, наличие запрета на пропуск через горку

7 (0,079) Наличие негабаритное™, следование сцепом, наличие вагонов прикрытия

8 (0,05) Наличие признака «нерабочий парк»

Следует отметить, что рассмотрение процесса ВАГОН С ПЕРЕРАБОТКОЙ транзитного вагона с переработкой с экономической точки зрения является лишь составной частью функционирования такой сложной системы, какой является СС.

В дальнейшем необходимо учитывать экономическую составляющую не только одного процесса, а всех процессов, соответствующих функционированию задействованных элементов. Так, например, подобным сравнениям влияния на общую цель можно рассмотреть процесс ЛОКОМОТИВ, ключевыми факторами для которого выступят дата последнего ТО, наличие неисправностей, не угрожающих безопасности движения и прочие.

Предлагаемые в диссертации решения позволят сформировать единую, динамически обновляемую базу данных, из которой можно получить прогноз поездного положения и дислокации вагонов относительно любого объекта управления - конкретной станции, участка, полигона, дороги и сети в целом.

Основные выводы.

1. Проведенным анализом производственных процессов установлено, что современным воплощением ситуационных центров (в основном индивидуальных) на СС являются рабочие места оперативных работников (маневрового, станционного или горочного диспетчера). Однако, их наличие и функционирование не сопутствуют получению максимальных результатов эффективности, поскольку не предоставляют исполнителю всю информацию о поездной обстановке и особенно о перспективах её развития.

2. Для решения комплекса задач оперативного управления на основании проведенной классификации объектов управления, выделенных событий и состояний, в которых объект управления находится в интервалах между последовательными событиями, рассмотрены взаимодействия процессов, определяющих функционирование объектов управления, входящих в состав СС.

3. Установлено, что если каждому событию, изменяющему состояние

одного или нескольких объектов управления, поставить в соответствие атри-

22

бут времени, то, в зависимости от дислокации вагонов различных назначений на станционных путях и состояний других объектов управления (Горка, Стрелка, Путь и т.д.), представляющих в совокупности текущую ситуацию на СС, можно моделировать, планировать и прогнозировать производство маневровых операций, исходя из критерия "минимальное время нахождения вагона на станции", что приводит к последующему изменению и развитию ситуаций на СС.

4. Сделан вывод то том, что система организации работы сортировочной станции при котором осуществляется потоковый пропуск вагонов (вагоны, которые раньше прибыли должны раньше отправиться) должна быть пересмотрена, поскольку в условиях приватного подвижного состава уже не отвечает требованиям действительности.

5. Предложена организация работы СС «по приоритетам» позволяющая более рационально подходить к вопросу пропуска транзитного вагоно-потока, видеть реальное положение на станции с позиции её максимальной эффективности; следить в режиме реального времени за оперативной обстановкой, и позволяющая конкретному работнику (маневровому диспетчеру, дежурному по горке и т.д.) принимать наиболее правильные решения исходя не только из собственно опыта, а в первую очередь из ключевых задач транспорта.

6. Выполнен анализ производственных процессов, происходящих на СС, показывающий, что ключевыми являются события, связанные с процессами ВАГОН С ПЕРЕРАБОТКОЙ и ВАГОН БЕЗ ПЕРЕРАБОТКИ.

7. Установлено, что наиболее важными с точки зрения эффективности функционирования СС факторами для любого вагона являются: наличие истекшего или истекающего срока доставки перевозимого груза; востребованность под погрузку; наличие необходимости скорейшего продвижения в определенном направлении; наличие опасного груза, в том числе грузов ВМ, 7-го класса опасности и других.

8. Предлагаемые в диссертации решения позволят перейти от автоматизированных к интеллектуальным системам управления перевозочным процессом, повысить качество эксплуатационной работы, оперативного управления работой СС, а также устойчивость функционирования ОАО «РЖД» на рынке транспортных услуг.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах автора:

1. Нехаев М.А., Куренков П.В., Мартынчук В.А. Ситуационно-логистическая система управления перевозочным процессом // Логистика и управление цепями поставок.- 2008.- № 5(28).- С.25-35.

2. Нехаев М.А., Букаева Ю.В., Котов A.C. Классификация транспортных и информационных потоков в логистических системах доставки грузов // Труды Международной научно-практической конференции "Проблемы и перспективы развития транспортного комплекса: образование, наука, производство",- Ростов-на-Дону, РГУПС.- 2009,- С.207-208.

3. Нехаев М.А., Эгерман JI.K., Калинина H.A. Логистический подход к ситуационному управлению перевозочным процессом // Вестник транспорта.- 2011.- № 3 (203).- С.28-32.

4. Нехаев М.А., Эгерман Л.К. Модель функционирования сортировочной станции в терминах теории взаимодействующих процессов // Вестник транспорта,- 2012.- № 2,- С.40-44.

5. Куренков П.В., Нехаев М.А. Социально-экономический аспект применения форсайт-технологий к развитию сортировочных станций // Бюллетень транспортной информации.- 2012.- № 3 (203).- С.23-26.

IIEXAEB Максим Анатольевич

СИТУАЦИОННО-ПРОЦЕССНОЕ УПРАВЛЕНИЕ РАБОТОЙ СОРТИРОВОЧНОЙ СТАНЦИИ

05.22.08 - Управление процессами перевозок Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 20 V 2,

Формат 60x84/16

Усл.печ.л.

Тираж 80 экз.

УПЦ ГИ МИИТ, 127994, Москва, ул. Образцова, д.9, стр. 9.