автореферат диссертации по транспорту, 05.22.01, диссертация на тему:Совершенствование технологии автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом, при работе в условиях транспортных потоков высокой плотности

Байтулаев Али Магомедович

Совершенствование технологии автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом, при работе в условиях транспортных потоков высокой плотности

05.22.01 - «Транспортные и транспортно-технологические системы страны, ее регионов и городов, организация производства на транспорте»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

12 ДЕК 2013

Москва 2013

005543983

Работа выполнена на кафедре «Транспортная телематика» Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ)

Научный руководитель Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Власов Владимир Михайлович

Официальные оппоненты

Ведущая организация

Ларин Олег Николаевич,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет путей сообщения», профессор кафедры «Логистика и управление транспортными системами» Воробьев Андрей Игоревич кандидат технических наук, ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)», доцент кафедры «Организация и безопасность движения»

ГУЛ «Научно-исследовательский и проектный институт городского транспорта города Москвы «МосгортрансНИИпроект»»

Защита состоится 26 декабря 2013 года в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.126.06 при МАДИ по адресу: 125319, г. Москва, Ленинградский проспект, д. 64, аудитория 42.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ.

Автореферат разослан «26» ноября 2013 года.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Телефон для справок (499) 155-93-24

Ученый секретарь диссертационного совета ДМ 212.126.06

Ефименко Д.Б.

Актуальность исследований. Городской автомобильный и наземный электрический транспорт обеспечивает базовые условия жизнедеятельности общества, являясь важным инструментом достижения социальных и экономических целей. В этой связи, при оказании услуг автомобильным и городским наземным электрическим транспортом, большое значение при решении задач управления, обеспечения доступности и повышения качества транспортных услуг для населения имеют вопросы создания устойчиво функционирующей, экономически эффективной и доступной для всех слоев населения системы пассажирского транспорта. При данной проблеме особое значение имеет вопрос совершенствования диспетчеризации пассажирских перевозок.

К настоящему времени решен ряд теоретических и практических задач в области повышения эффективности использования транспорта, например, по элементам автоматизированного управления автомобильным и городским электрическим транспортом, маршрутизации перевозок, теории составления расписаний. Однако, в современных автоматизированных навигационных системах диспетчерского управления (АНСДУ) серьезной проблемой остается низкая эффективность работы диспетчера при выполнении основных технологических операций, что особенно остро проявляется при работе пассажирского транспорта в условиях транспортных потоков высокой плотности и приводит к резким увеличениям нагрузки на диспетчерский персонал. Данное обстоятельство определяет актуальность исследований в части научного обоснования направлений совершенствования технологии автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом (ГПТ).

Объектом исследования являются автоматизированные навигационные системы диспетчерского управления городским пассажирским транспортом.

Предметом исследования являются технологические операции автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом.

Научная гипотеза состоит в предположении о возможности совершенствования технологии диспетчерского управления городским пассажирским транспортом, работающим в условиях транспортных потоков высокой плотности на основе повышения уровня автоматизации технологических операций с использованием методов ситуационного управления.

Целью исследования является повышение эффективности АНСДУ ГПТ, работающим в условиях транспортных потоков высокой плотности.

Основные задачи исследования:

1) Систематизация технологических операций диспетчерского управления в АНСДУ городским пассажирским транспортом.

2) Теоретическое описание технологического процесса диспетчерского управления городским пассажирским транспортом в АНСДУ.

3) Теоретическое обоснование использования методов ситуационного управления в технологических процессах автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом.

4) Теоретический анализ структуры технологических операции диспетчерского управления ГПТ с оценкой возможностей повышения уровня их автоматизации в рамках АНСДУ.

5) Проведение экспериментальных исследований технологических операций диспетчерского управления.

6) Разработка практических рекомендаций по совершенствованию технологии автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом на основе предложенных подходов.

Направление исследования: разработка научного, методического и алгоритмического обеспечения процессов оперативного диспетчерского управления в АНСДУ.

Научная новизна заключается:

1. В разработке теоретического описания технологического процесса диспетчерского управления городским пассажирским транспортом в АНСДУ.

2. В теоретическом обосновании использования методов ситуационного управления в технологических процессах автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом.

3. В теоретическом анализе структуры технологических операции диспетчерского управления ГПТ с оценкой возможностей повышения уровня их автоматизации в рамках АНСДУ.

Достоверность результатов проведенных в работе исследований обеспечивается экспериментальным подтверждением основной гипотезы, согласованностью результатов теоретических исследований, получаемых на основании Оценки Достижимого уровня повышения эффективности диспетчерского

управления городским пассажирским транспортом с результатами проведенных экспериментальных исследований.

На защиту выносятся:

- Теоретическое описание технологического процесса диспетчерского управления городским пассажирским транспортом в АНСДУ на основе использования теории Марковских процессов.

- Теоретическое обоснование использования методов ситуационного управления в технологических процессах автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом.

- Теоретический анализ структуры технологических операции диспетчерского управления 1111 с оценкой возможностей повышения уровня их автоматизации в рамках АНСДУ.

Практическая ценность заключается в разработке рекомендаций по использованию методов ситуационного управления при модернизации программного обеспечения автоматизированной навигационной системы диспетчерского управления городским пассажирским транспортом.

Внедрение и реализация результатов работы.

Теоретические и экспериментальные результаты диссертационного исследования одобрены и приняты к использованию в ЗАО «НЛП Транснавигация» (г. Москва), ГУЛ «Мосгортранс» (г. Москва).

Апробация работы.

Результаты исследования доложены, обсуждены и одобрены на: 67-й, 68-й, 69-й, 70-й, 71-й научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ, г. Москва (2009 - 2013 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, общим объемом 3,69 п.л., в том числе 4 статьи - в изданиях из перечня рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка из 158 наименований и 4 приложений. Объем работы 145 стр. печатного текста, 36 рисунка, 14 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении раскрывается актуальность работы, излагаются цели исследования, научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе проведен анализ государственной политики в области внедрения навигационных технологий на автомобильном транспорте. Одним из основных инструментов государственной политики явилась Федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система» (ФЦП ГЛОНАСС). Показано, что основные направления использования спутниковых навигационных технологий в рамках реализации мероприятий ФЦП ГЛОНАСС связаны с разработкой и внедрением АНСДУ для автомобильного транспорта различного назначения. При этом одним из приоритетных направлений внедрения явился городской пассажирский транспорт. На рисунке 1 показана динамика развертывания АНСДУ городским транспортом в рамках реализации мероприятий ФЦП ГЛОНАСС.

Рисунок 1 - Динамика развертывания АНСДУ городским транспортом в рамках реализации мероприятий ФЦП ГЛОНАСС.

Проведен обзор и анализ основных функциональных и технологических решений в существующих автоматизированных диспетчерских системах

управления перевозками городским пассажирским транспортом, применяемых в России и за рубежом. Сделаны выводы о необходимости совершенствования существующей технологии диспетчерского управления городским пассажирским транспортом с целью повышения эффективности функционирования системы диспетчерского управления движением городского пассажирского транспорта, работающего в условиях транспортных потоков высокой плотности.

По результатам проведенного анализа обоснованы основные направления повышения эффективности работы диспетчерского персонала АНСДУ, связанные с совершенствованием технологии диспетчерского управления городским пассажирским транспортом, работающим в условиях транспортных потоков высокой плотности. В итоге сформулированы научная гипотеза, цель и задачи исследования.

Во второй главе проведены теоретические исследования технологических операций диспетчерского управления городским пассажирским транспортом, работающим в условиях транспортных потоков высокой плотности.

На первом этапе теоретических исследований выполнен анализ факторов, влияющих на процессы диспетчерского управления и основные причины возникновения сбойных ситуаций. Показано, что рабочая нагрузка диспетчерского персонала АНСДУ зависит от различных факторов, включая воздействие на процесс управления перевозками различного рода случайных факторов. При этом качество и эффективность процессов функционирования системы управления пассажирскими перевозками зависит от качества выполняемых диспетчером управляющих воздействий.

В целях дальнейших исследований была проведена систематизация технологических операций диспетчерского управления в автоматизированных навигационных системах диспетчерского управления наземным городским пассажирским транспортом - в зависимости от характера проводимых воздействий. В рамках данной систематизации произведена оценка роли диспетчера в процессе управления перевозками, определены основные управляющие воздействия диспетчеров системы и выполнен анализ возможностей повышения их уровня автоматизации. Показано, что качество работы диспетчера зависит от всей совокупности инженерно-психологических факторов, среди которых в первую очередь следует учитывать профессиональную подготовленность дис-

петчера, уровень организации управления пассажирскими перевозками (принятый в городе, регионе), качество планирования транспортного обслуживания пассажиров, степень функциональной и технической оснащенности автоматизированного рабочего места (АРМ) диспетчера. Также, в рамках главы 2, было выполнено теоретическое обоснование учета особенностей информационных технологий при выполнении технологических операций диспетчерского управления в автоматизированной навигационной системе управления наземным городским пассажирским транспортом. При этом рассмотрены виды информационных технологий, используемых при выполнении операций диспетчерского управления, а также процессы сбора и формирования исходных данных в диспетчерском управлении.

В ходе теоретических исследований выполнено описание технологического процесса управления городским пассажирским транспортом с использованием аппарата Марковских цепей. Определено, что работа системы диспетчерского управления - это количество выполненных действий по управлению в течение определенного промежутка времени (в целях исследований выбран промежуток времени, равный одному часу). Количество выполненных действий по управлению в течение каждого часа - случайная величина. Однако реализация данного процесса за очередные оперативные сутки не является случайной величиной.

Обозначим данный процесс как и(Ъ). Нижний индекс переменной 1 будет принимать значение номера часа оперативных суток, за которые рассматривается значение случайной величины «количество управляющих воздействий». Количество выполненных воздействий в каждый час оперативных суток заранее не известно. Рассматриваемый нами процесс представляет собой упорядоченную совокупность случайных величин, количество которых определяется количеством рабочих часов диспетчерской системы в течение оперативных суток, в которые производится управление.

Таким образом, количество переменных и(^) равно количеству часов работы городского пассажирского транспорта. Поскольку сутки повторяются, можно исследовать статистические данные для случайных величин и(Ъ), ¡= 1, 2, 3,... и определить их основные характеристики. При этом показано, что рассматриваемый нами процесс есть случайный процесс с дискретным временем

и дискретным, конечным множеством состояний, т.е. введенный нами процесс можно рассматривать, как Марковский npoifecc.

Рассмотрим Марковский случайный процесс S(t) с дискретным временем. Пусть Si, S2.....Sk - возможные состояния процесса S. Переходы из одного состояния в другое могут происходить только в моменты времени to,

tj.....tk. В момент времени tk, k=l, 2, 3..., система находится в состоянии

S(t)=S(tk) и процесс можно рассматривать как случайную функцию шагов tk или номеров шагов.

Обозначим Si(k) (i=l, 2, ...n, k= 1,2, ...) как событие, состоящее в том, что система S с k-го шага до (к+1)-го находится в состоянии S;. Тогда случайный процесс с дискретным временем можно представлять случайной последовательностью (по индексу к) случайных событий Si(k), i=l, 2, ...,n; к=1, 2 ..., называемой цепью.

Случайная последовательность называется Марковской цепью, если выполняются условия:

1) В любой момент времени t, система S может пребывать только в одном из состояний Si, S2, ..., S„, то при каждом к= 1,2,... события St(k), S2(k), ..., S„(k) несовместны и образуют полную группу событий.

2) Для каждого шага вероятность перехода из любого состояния S; в любое состояние Sj не зависит от того когда и как система S оказалась в состоянии S,.

Предварительный анализ введенного нами случайного процесса Ufc) показывает, что если момент смены состояний ввести на конец каждого часа оперативных суток, то условие, заключающееся в том, что в любой момент времени t, процесс может пребывать только в одном состоянии, выполняется. При этом события U(t;), i= 1, 2, 3,..., несовместны и образуют полную группу событий. Если рассматривать реализации случайного процесса U(t,) отдельно по каждому буднему дню (понедельник, вторник и т.д.) и отдельно по выходным дням (суббота, воскресение) в течение определенного сезона (лето, осень, зима, весна), то характер реализации каждого процесса (по дням недели) таков, что вероятность перехода на каждом к-м шаге зависит от состояния в текущий момент и не зависит от того, как система пришла в это состояние, что говорит в пользу гипотезы о Марковском процессе, если рассматривать отдельно семь процессов — по дням недели.

Таким образом, случайный процесс, протекающий в системе диспетчерского управления городским пассажирским транспортом, и заключающийся в проведении управляющих воздействий по часам суток, состояние которого оценивается количеством проведенных воздействий за прошедший час, можно считать Марковским, если вероятности перехода в другие состояния зависит только от состояния, в котором система находится в данный момент и не зависит от того, когда и как система пришла в данное состояние.

Предложено состояние процесса управления оценивать в баллах таким образом, чтобы оценка в баллах достаточно адекватно соответствовала только текущему состоянию нагрузки на систему управления. Возникает вопрос о том, какое количество баллов необходимо взять за основу шкалы бальной оценки. Поскольку количество управляющих воздействий за один час оперативных суток есть элемент выборки, за основу можно взять формулу Стер-джесса. Формула Стерджесса пригодна при условии, что распределение единиц совокупности по заданному признаку приближается к нормальному, при этом применяются равные интервалы в группах. Тогда количество интервалов (баллов оценки) определиться из соотношения:

п= 1+3.322 (1)

Где, п - количество интервалов (баллов), на которые может быть разбита статистическая совокупность (результат округляется до ближайшего целого); N -количество данных в выборке.

Поскольку для исследуемых нами систем количество воздействий за час оперативных суток может достигать 300 и даже более воздействий, то рекомендуемое количество интервалов разбиения равно 10. В связи с этим предложено выбрать десятибалльную шкалу.

Использование бальной оценки состояния процесса диспетчерского управления обеспечивает возможность решения двух важных задач:

1) Получение объективной оценки состояния системы диспетчерского управления;

2) Построение матрицы переходных вероятностей для каждого шага процесса управления.

Рассмотрим вопрос построения матрицы переходных вероятностей. Спроектированный нами Марковский процесс протекает за к шагов, количество которых зависит от количества рабочих часов системы в каждые опера-

тивные сутки. Поскольку сами состояния, в которых может находиться система, зависят от номера шага, рассматриваемый нами Марковский процесс не является однородным. Следовательно, матрица переходных вероятностей должна строиться для каждого шага. Таким образом, размерность матрицы будет 10x10 и общий вид матрицы переходных вероятностей для к-го шага определится выражением (2).

Рп№ Ріг 00- Рііо(<0 Рг і СО Р22ЄО- РгюОО

1М*>11 =

(2)

Р101СО РюгСЮ ... Рюю(к) На главной диагонали матрицы стоят вероятности задержки системы в соответствующем состоянии. Так как на каждом шаге система может находиться только в одном из взаимоисключающих состояний, то для любой ненулевой строки матрицы, сумма вероятностей ру(к)будет равна единице:

Е/РС^г1, (3)

где, ру(к) - вероятность перехода системы из состояния 1 в состояние] на шаге к.

При использовании математического аппарата цепей Маркова, одна из основных задач, это определение безусловных вероятностей состояния системы на к-м шаге. Вероятности состояния системы, представленной моделью неоднородной Марковской цепью, могут быть рассчитаны следующим образом. Пусть абсолютные вероятности всех возможных состояний системы диспетчерского управления на шаге к известны и равны Р(А!(к)), Р(А2(к)),..., Р(А„(к)). По условию, события А^к), А2(к),..., А„(к) составляют полную группу событий. Пусть Д(к+1) есть некоторое произвольно выбранное состояние системы на (к+1)-м шаге. Тогда, в соответствии теоремой Байеса, абсолютная вероятность события АДк+1) определиться следующим образом:

РА;(к+1) (/С)Р[ЛД/С + 1)|М/0] (4)

где, РА((к+1) - абсолютная вероятность события Aj на (к+1)-м шаге; РА,(к) -абсолютная вероятность события Aj на(к)-м шаге; Р[А](к + 1)|Л((/с)] - условная вероятность события Aj на (к+1)-м шаге при возникновении события Aj на (к)-м шаге.

Зная абсолютные вероятности состояния системы на начальном шаге и матрицы переходных вероятностей для каждого шага, можно вычислить абсолютные вероятности состояния системы на каждом последующем шаге.

Проводя статистические исследования системы диспетчерского управления, можно уточнить формальное описание системы в виде неоднородной цепи Маркова, получив статистические оценки абсолютных состояний системы на каждом шаге и оценки переходных вероятностей для каждого шага.

Матрицы переходных вероятностей имеют большое значение, поскольку позволяют уточнить прогноз будущих состояний системы в процессе ее функционирования. Действительно, пусть на к-м шаге система перешла в состояние А((к). Фактическая реализация данного состояния, во-первых, изменит абсолютные вероятности состояний системы на шаге (к+1). Во вторых, изменит набор возможных состояний на шаге (к+1), поскольку из состояния Л,(к) диспетчерская система может переходить не во все состояния. Это обстоятельство изменит матрицу переходных состояний для шага (к+1) и может привести к изменениям абсолютных вероятностей и переходных вероятностей для последующих шагов.

Матрица переходных вероятностей позволяет при получении данных о фактическом состоянии процесса на каком-либо шаге построить апостериорные вероятности состояния процесса на последующих шагах.

На завершающей стадии теоретических исследований, в рамках главы 2 была сформирована методика описания структуры технологических операций диспетчерского управления в виде блок-схем и произведена адаптация принципов ситуационного управления для использования при совершенствовании технологических процессов автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом. На данном этапе показано, что для совершенствования технологических процессов оперативного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом данные операции которые могут быть сформированы в единый комплекс под каждую возникающую в оперативной Обстановке ситуацию. Определено, что автоматизированное принятие и реализация решений об управляющих воздействиях на перевозочный процесс, в рамках функционирования I I11' должно осуществляться в рамках формальной постановки задачи управления сложным объектом.

Пусть $ - полная ¡-я ситуация на объекте управления, выключающая те-

и

кущую ситуацию (Qj), представляющую совокупность сведений об объекте управления, плюс информацию о состоянии системы управления. Тогда элементарный акт управляющего воздействия Ut представляется в виде:

Si; Qj rj> Qi, (5)

Uk

Преобразование (5) означает следующее: если на объекте текущая ситуация Qj и полная ситуация Sj допускает управляющее воздействие Uk, то оно применяется и возникает новая текущая ситуация Qi.

В силу конечности числа возможных воздействий, мнржество возможных полных ситуаций распадается на N классов, каждому из которых соответствует одно из возможных управляющих воздействий. Если одна и та же ситуация попадает в несколько классов, это означает возможность выбора из нескольких управляющих воздействий.

Подобное преобразование получило название логико-трансформационного правила (ЛТП). Приведем конкретный пример интерпретации сформированного ЛТП диспетчерской системы: пусть Qj - сход транспортного средства с маршрута. Пусть полная ситуация Si допускает проведение замены транспортного средства на резервное. Управляющее воздействие - проведение замены сошедшего транспортного средства на резервное.

Программный комплекс диспетчера технологически должен обеспечивать возможность во время оперативной работы использовать все необходимые сведения в автоматизированном или автоматическом режиме. В частности, при возникновении любых внешних и внутренних возмущений необходимо обеспечить равномерный или близкий к нему расчетный интервал движения действующим на маршруте подвижным составом. При реализации этой технологии фактически должен быть предусмотрен режим составления оперативных расписаний движения в реальном времени с адекватной реакцией на происшедшие события на маршруте.

Таким образом, эффективное использование методов ситуационного управления в технологических процессах автоматизированного диспетчерского управления 1111 во многом зависит от эффективности обнаружения диспетчером возмущений, на основе анализа возникающей информации в виде диагностических признаков соответствующей ситуации, распределение приоритетов между возмущениями, проявляющимися во время движения транспортных средств по маршрутам, и их устранением. Автоматизация действия «Обнару-

жение сбоя» должна проводиться на основе использования некоторого диагностического параметра. При этом определенное значение диагностического параметра должно служить признаком внешнего проявления сбойной ситуации. Отсюда можно сделать следующие выводы:

1) Для каждой управленческой ситуации, связанной с устранением сбоя, необходимо выявить и сопоставить ей диагностический параметр (диагностические параметры), по определенным критическим значениям которого (которых) можно судить о возможном возникновении сбойной ситуации.

2) Системе диспетчерского управления необходимо иметь комплекс аппаратно-программных средств, обеспечивающих возможность получения и оценки значений выбранных диагностических параметров.

В третьей главе представлено описание проведенных экспериментальных исследований технологических операции диспетчерского управления, основной целью которых явилась разработка практических предложений по совершенствованию технологических операций диспетчерского управления городским пассажирским транспортом в АНСДУ с применением разработанного теоретического аппарата. Задачами экспериментальных исследований являются описание, на основе выполненных теоретических разработок, моделей системы диспетчерского управления по экспериментальным данным с применением математического аппарата Марковских неоднородных цепей, а также разработка и экспериментальное исследование структур наиболее часто используемых операций диспетчерского управления при регулировании процесса перевозок в условиях транспортных потоков высокой плотности. Экспериментальные исследования проводились на базе диспетчерской системы' (система «АСУ-Навигация»), функционирующей в опытной эксплуатации в филиале ГУЛ «Мосгортранс» г. Москвы - Зональный диспетчерский центр (ЗДЦ) «Восточный».

Исследования проводились на основании исходных архивных данных программного обеспечения (ПО) «АСУ-Навигация». Особенностью ПО диспетчерской системы является автоматическое ведение журнала действий диспетчеров, в котором записываются все действия по управлению, выполненные диспетчерами в течение каждых оперативных суток. Записи о выполненных действиях формируются в журнале в табличном виде, при этом каждая запись содержит дату и время выполненного действия, а также условный код выпол-

ненного действия. Программное обеспечение диспетчерской системы позволяет вывести информацию о действиях системы в специальном отчете по управлению движением (рисунок 2). Журнал действий диспетчерской системы принят за основной источник для формирования статистических данных о действиях диспетчера в диспетчерской системе.

17.11.2013 16:40 4 Автобусный парк

Отчет по управлению движением за 04.11.2013

Вр. управ. Текущие Улравл. воздействие Новые

Марш. Вых. См. Гор. № Таб. М« Наименование Нач. Кон. расп. Гар. № Тав. №

04.11.13 03:24 141 703 1 4412 4004072 Иэм. наряда 06:25 0 4455 4002385

04.11.1303:24 730 701 1 4455 4002385 Изм. наряда 06:52 0 4412 4004072

04.11.13 04:05 617 301 1 4327 4003024 Иэм. наряда 04:38 0 4150 4003333

04.11.13 04:0« 617 301 2 4327 4003031 Иэм. неряда 14 >40 0 4150 4001711

04.11.13 04:06 645 303 1 4150 4003333 Иэм. наряда 05:32 0 4327 4003024

04.11.13 04:03 645 303 2 4150 4001711 Иэм. наряда 15:40 0 4327 4003031

04.11.13 04:03 611 302 2 4123 4003002 Иэм. наряда 15:31 0 4123 4001070

04.11.13 04:26 131 703 1 4139 4003804 Иэм. наряда 08:33 0 4130 4003804

04.11.13 04:3« 613 201 1 4486 4002897 Изм. наряда 05:10 0 4461 4002897

04.11.13 04:39 613 201 2 4486 4005334 Изм. наряда 15:24 0 4461 4005334

04.11.13 04:55 787 301 1 4664 4004752 Иэм. наряда 04:42 0 4580 4006794

04.11.13 04:55 787 301 2 4664 4009179 Изм. неряда 15:18 0 4580 4004316

04.11.13 04:55 787 302 1 4580 4006764 Изм. наряда 05:13 0 4664 4004752

04.11.13 04:5« 787 302 2 4580 4004316 ИлЧ, ншяпп 15:45 0 4664 4009179

Рисунок 2 - Отчетная форма по управлению движением диспетчерской системы за оперативные сутки (фрагмент)

В рамках исследования были обработаны данные за осенний сезон 2013 года в диапазоне сентябрь — ноябрь, в том числе: наиболее напряженные с точки зрения транспортной ситуации на улично-дорожной сети города дни: понедельники - 02.09., 09.09, 16.09, 23.09, 07.10, 14.10, 21.10, 28.10, 04.11; пятницы -06.09, 13.09,20.09,27.09,11.10,18.10,01.11,08.11, 15.11.

В соответствии с методическими рекомендациями Главы 2, на первом этапе данные собирались за определенный период времени, относящемуся к одному сезону, группировались по дням недели (понедельники, вторники, и т.д.), составлялись таблицы, описывающие количество действий по часам суток, строились гистограммы распределения количества действий по часам суток за каждый день. Пример построенной гистограммы (данные по часам оперативных суток при управлении пассажирскими перевозками на маршрутах филиала «4 автобусный парк» ГУП «Мосгортранс» за 02 сентября 2013 г.) показан на рисунке 3.

Полученная в рамках главы 3 бальная оценка состояния рассмотренной системы управления и соответствующее количество управляющих воздействий в течение часа показаны в таблице 1.

Периоды времени суток, по часам Рисунок 3 - Пример построения гистограммы распределения количества действий диспетчеров системы

Таблица 1 - Бальная оценка состояния диспетчерской системы (на примере 4-го автобусного парка, ЗДЦ «Восточный»)

№ п/п Оценка уровня загрузки в баллах Количество управляющих воздействий диспетчерской системы в течение одного часа

1 1 балл Не более 25

2 2 балла От 26 до 50 включительно

3 3 балла От 51 до 75 включительно

4 4 балла От 76 до 100 включительно

5 5 баллов От 101 до 125 включительно

6 6 баллов От 126 до 150 включительно

7 7 баллов От 151 до 175 включительно

8 8 баллов От 176 до 200 включительно

9 9 баллов От 201 до 225 включительно

10 10 баллов Свыше 225

Таким образом, текущее состояние системы оценивается количеством баллов, соответствующих количеству проведенных управленческих воздействий. Состояние диспетчерской системы будет меняться в момент окончания времени очередного часа оперативных суток, и новое текущее состояние системы будет оцениваться количеством баллов, соответствующих количеству проведенных управленческих воздействий за последний час. В этом случае случайный процесс описывается как значение в баллах нагрузки на диспетчерскую систему за каждый час оперативных суток. Полученные значения нагрузки на систему в баллах были рассортированы по дням недели.

Наиболее наглядно представить вероятности состояния системы диспетчерского управления можно в виде специальной графической формы, отражающей в графическом виде вероятности состояния системы на каждый час оперативных суток. При этом нами предложено сгруппировать состояния системы в баллах в следующие три группы:

1) Допустимые по нагрузке состояния системы (соответствуют оценке загрузки системы в пределах от 1 до 5 баллов включительно);

2) Предельно допустимые по нагрузке (на краткосрочный период) состояния системы (соответствуют оценке загрузки системы в пределах от 6 до 7 баллов включительно);

3) Недопустимые по нагрузке состояния системы (соответствуют оценке загрузки системы в пределах от 8 до 10 баллов включительно).

Вероятности состояния системы в соответствии с предложенной группировкой за период с 02 сентября по 04 ноября 2013 года отражены на рисунке 4.

На следующих этапах исследований, проведенный анализ действий системы диспетчерского управления позволил выделить структуру перечня управляющих воздействий. В результате проведенных исследований управляющие воздействия были разбиты на 3 группы: «регулирование движения», «оформление события» и «изменение наряда в системе».

Статистика по понедельникам в период с 2.09.2013- 4.11.2013 г.

и Нагрузка от 1 до Б у Нагрузка от 6 до 7 «Нагрузка от 8 до 10

Рисунок 4 - Графическое отображение вероятностей нагрузки на диспетчерскую систему в баллах (пример)

Структура управляющих воздействий (УВ), совершенных группой диспетчеров (на примере данных АНДСУ для буднего и выходного дня) за отчетный период представлен на рисунке 5.

а) все УВ, будний день б) все УВ, выходной день

(3 Оформление событий 11%

Регулирование движения 74*

Регулирование движения 8354

Рисунок 5 - Структуры управляющих воздействий диспетчерского персонала АНСДУ

Структура регулирующих воздействий, выполненных диспетчерами (на примере данных АНДСУ для буднего и выходного дня) за анализируемый период представлен на рисунке 6.

» Прочие

» Окончание 6,49

* По Факту 24,11

* Отмена 14,66

О Отмена Позже 20,53 моииториша 144

□ Обед 1«

■ По факту

& Резерв

Отмена режима

23«

Б Удалить обед IX

_ Отмена коррекции 14%

Рисунок 6 - Структуры регулирующих воздействий диспетчерского персонала АНСДУ за анализируемый период

Также был производен статистический анализ частоты выполнения операций диспетчерского управления в различные периоды суток и построены графические схемы операций диспетчерского управления и проведен их анализ для последующего формирования выводов и рекомендаций по совершенствованию технологии автоматизированного диспетчерского управления ГПТ, при работе в условиях транспортных потоков высокой плотности. Структура выполнения отдельных элементов данного процесса, показана на рис. 7.

Проведенный анализ позволил выделить наиболее часто выполняемые операции по регулированию движения. Количественное преобладание данных операций ясно указывает на значительную загрузку диспетчерской системы, следствием которой являются условия движения на маршруте, формируемые транспортным потоков высокой плотности.

Анализ структуры основных операций по регулированию движения пассажирских транспортных средств показывает, что все эти операции выполняются действиями, которые можно сгруппировать по целевой направленности и последовательности следующим образом:

1) Получение исходной информации.

2) Анализ исходной информации с целью принятия решений о действиях по регулированию процесса перевозок.

3) Проведение действий по регулированию процесса перевозок.

Рисунок 7 - Структура выполнения отдельных элементов оперативного анализа и регулирования процесса перевозок пассажиров ГПТ Получен вывод, что главной технологической особенность выполнения данных операций является комплексный характер проведения данных операций, вытекающий из того факта, что объектом анализа для диспетчера и проведения регулирующих воздействий является отдельно взятый маршрут в целом.

Кроме того, наиболее сложные действия, а именно анализ обстановки и принятие решений осуществляется диспетчером вручную, что предопределяет низкую производительность труда диспетчера, особенно в период пиковых нагрузок на систему управления.

В четвертой главе представлены практические рекомендации по совершенствованию технологии автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом и произведен анализ результатов проведенных исследований. В частности, разработаны методические рекомендации по совершенствованию организации работы диспетчера АНСДУ1 HI , а также по использованию методов ситуационного управления для совершенствования технологии автоматизированного диспетчерского управления.

Показано, что основным направлением повышения уровня автоматизации базовых функций диспетчерского управления перевозками пассажиров ГПТ, работающим в условиях транспортных потоков высокой плотности, является использование принципов ситуационного управления, обеспечивающих эффективное решение следующих задач:

а) автоматическое распознавание возникшей ситуации на основе заранее сформированного и описанного в системе набора признаков;

б) сопоставление распознанной ситуации с набором возможных альтернативных действий диспетчера;

в) оценка каждого возможного альтернативного комплекса действий с помощью заранее разработанного формального критерия;

г) предоставление полученных оценок диспетчеру для окончательного выбора комплекса управляющих воздействий.

В рамках практической реализации предложенных подходов, разработаны предложения о полной автоматизации команды диспетчерского управления «Отмена мониторинга» на принципах ситуационного управления (таблица 2).

Таблица 2 - Логико-трансформационные правила для различных вариан-

тов команды «Отмена мониторинга»

№ п/п Исходная ситуация Выбранный вариант команды «Отмена мониторинга» (ОМ) Конечная ситуация

1 Допущено опоздание в рейс Засчитать ошибку системе управления. Команду ОМ не проводить Оценивать регулярность выполненного рейса (круго-рейса) по обычным правилам, принятым в системе управления.

2. Систематическое опоздание допускается на промежуточных (или последних) КП прямого рейса Отменить мониторинг регулярности на отмеченных в исходной информации КП прямого рейса и всех КП обратного рейса Оценивать регулярность прямого и обратного рейса только по начальному контрольному пункту и последующим контрольным пунктам прямого рейса, на которых не зафиксировано систематическое отставание от расписания по специальным пра-

вилам оценки, разработанным для такого случая для такого случая.

3 Систематическое опоздание допускается на промежуточных КП обратного рейса Отменить мониторинг регулярности на отмеченных в исходной информации КП обратного рейса Оценивать регулярность прямого рейса по обычным правилам. Оценивать регулярность обратного рейса только по последующим контрольным пунктам, на которых не зафиксировано систематическое отставание от расписания по специальным правилам оценки, разработанным для такого случая для такого случая.

4 Систематическое опоздание допускается только на начальном (и возможно последующих) КП обратного рейса Команду ОМ не проводить. Ошибкой системы управления не считать Регулярность прямого и обратного рейса рассчитываются по обычным правилам.

Анализ причин выполнения данной команды показывает следующее: команда проставляется диспетчером системы в том случае, когда фактическая скорость сообщения на отдельных участках маршрута становиться значительно ниже расчетной, по которой составлено расписание движения транспортных средств, в результате чего транспортные средства начинают «выбиваться» из расписания, нарушая допустимые пределы отклонения от расчетного графика движения. Если данная ситуация возникает и продолжается со всеми транспортными средствами систематически это однозначно соответствует тому, что расчетное время движения по расписанию не соответствует фактически сложившейся ситуации на маршруте движения. Таким образом, данная ситуация требует проведения команды диспетчерского управления «Отмена мониторинга» с целью отмены контроля регулярности на данном участке маршрута.

Изложенные в таблице 2 логико-трансформационные правила обеспечивают возможность автоматического выполнения всех необходимых действий для выполнения команды «Отмена мониторинга». Анализ сделанных предложений позволяет сделать следующие выводы:

1) При любой транспортной ситуации на маршруте движения система диспетчерского управления обязана выпускать транспортные средства в рейс с начального пункта прямого рейса по расписанию или скорректированному расписанию.

2) Если допущено отставание от расписания в начале рейса (опоздание выхода в рейс), то команду «Отмена мониторинга» проводить не следует.

3) Сравнительный анализ показывает, что выполнение команды «Отмена мониторинга» в автоматическом режиме позволит уменьшить общее количество управляющих воздействий за сутки в будни на 10,0%, в выходные дни на 11,6%.

На завершающем этапе, в рамках 4 главы, разработаны практические рекомендации по реализации усовершенствованных управляющих воздействий диспетчера на примере диспетчерской системы объекта исследования и определены дальнейшие направления исследований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Определены основные факторы и причины возникновения сбойных ситуаций в процессе перевозок пассажиров городским пассажирским транспортом. Выявлена роль диспетчера в процессе регулирования перевозок. Показано, что причиной высокой трудоемкости операций диспетчерского управления является значительная доля ручного труда диспетчера при анализе сложившейся ситуации.

2. На основе анализа технологических операций диспетчерского управления определено, что для повышения уровня автоматизации операций регулирования процесса перевозок необходимо сформировать и использовать в системе управления диагностические признаки, сигнализирующие о возникновении ситуации. Показано, что при однозначном соответствии признака и ситуации обеспечивается возможность полной автоматизации проведения управляющего воздействия.

3. Разработана методика описания технологического процесса управления городским пассажирским транспортом с использованием аппарата Марковских случайных процессов и предложена бальная система оценки состояния процесса диспетчерского управления, описываемого Марковской цепью.

4. Проведены анализ и адаптация принципов ситуационного управления для использования в технологических процессах автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом, при работе в условиях транспортных потоков высокой плотности.

5. На основе сбора и обработки статистических данных о проводи-

мых диспетчерским персоналом воздействиях выполнено описание фактического состояния процесса диспетчерского управления на объекте исследования в терминах моделей Марковских неоднородных цепей.

6. Проведены статистические исследования функционирования АН-СДУ с целью оценки доли отдельных групп операций, выполняемых в течение оперативных суток. Показано, что операции регулирования движения выполняются наиболее часто (в среднем 74% - в будний день и 83% - в выходной день).

7. По данным статистических исследований получены оценки вероятности возникновения недопустимого по нагрузке состояния системы в различные периоды оперативных суток: в период утреннего пика (на 11 часов) вероятность составляет 0.9; в период вечернего пика (на 20 часов) вероятность составляет 0,8.

8. Разработаны практические рекомендации по использованию методов ситуационного управления для совершенствования технологии автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом, включая разработку предложений по автоматическому выполнению операции «Отмена мониторинга».

9. Показано, что практическое внедрение предложений по автоматическому выполнению операции «Отмена мониторинга» позволит сократить общее количество выполняемых операций в среднем за сутки: в будние дни на 10,0%, в выходные дни на 11,6%.

10. Дальнейшие исследования целесообразно проводить в направлении разработки методов автоматической реализации в АНСДУ операций регулирования движения ГПТ на принципах ситуационного управления.

Основные положения диссертации представлены в следующих работах:

в гаданиях га Перечня рецензируемых научных журналов и изданий для

опубликования основных научных результатов диссертаций: 1. Байтулаев, A.M. Научное обоснование функций мобильного диспетчерского центра при ситуационном управлении пассажирским транспортом, обслуживающим массовые спортивные мероприятия/ Богумил В.Н., Байтулаев A.M., Кузнецов К.А., Агеев Д.Н. // Журнал «Автотранспортное предприятие».^ -2013. —С. 28-31.

2. Байтулаев, A.M. Оценка эффективности диспетчерского управления по восстановлению движения на маршруте / Байтулаев A.M., Гуревич Г.А., Ефименко Д.Б. // Журнал «Автотранспортное предприятие» № 4 - 2012,- С. 29-32.

3. Байтулаев, А.М.Оперативное управление городским пассажирским транспортом в автоматизированной навигационной диспетчерской системе / Базельцев A.B., Байтулаев A.M., Ефименко Д.Б. // Журнал «Автотранспортное предприятие» № 12 -2011-С. 19-23.

4. Байтулаев, А.М.Использование навигационной информации о динамике транспортных потоков в оперативном диспетчерском управлении городским пассажирским транспортом / Базельцев A.B., Байтулаев A.M., Ефименко Д.Б. // Журнал «Автотранспортное предприятие» № 12 - 2010.- С. 15-18.

Научные статьи, опубликованные в других издательствах:

5. Байтулаев, A.M. Повышение эффективности управления городским пассажирским транспортом на базе информационных технологий и средств транспортной телематики/ Масленникова М.С., Байтулаев A.M.// Научные аспекты развития транспортно-телематических систем (Сборник научных трудов) - М: МАДИ, 2010,- С. 301-321.

6. Байтулаев, A.M. Совершенствование телематических систем оперативного диспетчерского управления пассажирским транспортом в условиях мегаполиса// Научные аспекты развития транспортно-телематических систем (Сборник научных трудов) - М: МАДИ, 2010.- С. 362-377.

7. Байтулаев, A.M. Графическая справка «Прогноз» в диспетчерской системе «АСУ Навигация»/ Гуревич Г.А., Финько Е.В., Байтулаев A.M.// Социально-экономические проблемы развития и функционирования транспортных систем городов и зон их влияния - материалы XVIII Международной (21 Екатеринбургской) научно-практической конф. (16-17 июня 2012 г.)// науч. Ред. С.А. Ваксман.- Екатеринбург: Изд-во АМБ, 2012 - С. 350-354

8. Байтулаев, А.М.Навигационное обеспечение системы диспетчерского управления транспортом /Байтулаев A.M., Ефименко Д.Б., Ожерельев М.Ю. // В кн.: Информационные технологии в научной и производственной деятельности (сборник материалов V студенческой научно-практической конференции факультета «Управление» МАДИ) - М.: МАДИ, 2011. - С.23 - 28.

Подписано в печать: 25.11.13

Объем 1,0усл.п.л. Тираж: 100 экз. Заказ № 1088 Отпечатано в типографии «Реглет» г. Москва, Ленинградский проспект д.74 (495)790-47-77 www.reglet.ru

Московский автомобильно-дорожный государственный технический

университет (МАДИ)

Совершенствование технологии автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом, при работе в условиях транспортных потоков

высокой плотности

05.22.01 - «Транспортные и транспортно-технологические системы страны, ее регионов и городов, организация производства на транспорте»

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Власов В.М.

Москва-2013

/

Содержание

Введение 4

Глава 1 Анализ состояния вопроса исследования. Формирование 7 цели и задач исследования

1.1 Анализ технической политики в области спутниковых 7 навигационных технологий на автомобильном транспорте

1.2 Анализ особенностей автоматизированного диспетчерского 13 управления перевозками городским пассажирским транспортом

1.3 Анализ оперативного диспетчерского управления движением 19 городского пассажирского транспорта на маршрутах, при работе в условиях транспортных потоков высокой плотности

1.4 Выводы по первой главе. Формирование целей и задач 25 исследования

Глава 2 Теоретические исследования технологических операций диспетчерского управления городским пассажирским 27 транспортом, работающим в условиях транспортных потоков высокой плотности

2.1 Факторы, влияющие на процессы диспетчерского управления и 27 основные причины возникновения сбойных ситуаций

2.2 Систематизация технологических операций диспетчерского 30 управления в зависимости от характера проводимых воздействий

2.3 Анализ основных особенностей использования информационных 38 технологий при разработке технологических операций диспетчерского управления автоматизированной навигационной системы управления наземным городским пассажирским транспортом

2.4 Описание технологического процесса управления городским 42 пассажирским транспортом с использованием аппарата Марковских цепей

2.5 Методика описания структуры технологических операций 49 диспетчерского управления в виде блок-схем

2.6 Адаптация принципов ситуационного управления для 53 использования при совершенствовании технологических процессов

автоматизированного диспетчерского управления городским

пассажирским транспортом

2.7. Выводы по главе 2 58

3 Экспериментальные исследования технологических операций 59 диспетчерского управления

3.1 Разработка методики экспериментальных исследований 59

3.2 Выбор и описание объекта экспериментальных исследований 62 3.3. Описание фактического состояния процесса диспетчерского 74

управления на объекте исследования в терминах моделей Марковских неоднородных цепей на основе сбора и обработки статистических данных

3.4 Формирование и анализ структуры основных технологических 84 операций диспетчерского управления

3.5 Выводы по третьей главе 93 Глава 4. Разработка практических рекомендаций по 94 совершенствованию технологии автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом и анализ результатов проведенных исследований

4.1 Разработка методических рекомендаций по совершенствованию 94 организации работы диспетчера автоматизированной навигационной системы диспетчерского управления городским пассажирским транспортом

4.2 Разработка практических рекомендаций по использованию 97 методов ситуационного управления для совершенствования технологии автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом

4.3 Разработка практических рекомендаций по реализации 109 усовершенствованных управляющих воздействий диспетчера на примере диспетчерской системы объекта исследования

4.4 Выводы по главе 4 129

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 130

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 132

ПРИЛОЖЕНИЯ 146

Введение

Городской автомобильный и наземный электрический транспорт обеспечивает базовые условия жизнедеятельности общества, являясь важным инструментом достижения социальных и экономических целей. В этой связи, при оказании услуг автомобильным и городским наземным электрическим транспортом, большое значение при решении задач управления, обеспечения доступности и повышения качества транспортных услуг для населения имеют вопросы создания устойчиво функционирующей, экономически эффективной и доступной для всех слоев населения системы пассажирского транспорта. При данной проблеме особое значение имеет вопрос совершенствования диспетчеризации пассажирских перевозок.

К настоящему времени решен ряд теоретических и практических задач в области повышения эффективности использования транспорта, например, по элементам автоматизированного управления автомобильным и городским электрическим транспортом, маршрутизации перевозок, теории составления расписаний. Однако, в современных автоматизированных навигационных системах диспетчерского управления (АНСДУ) серьезной проблемой остается низкая эффективность работы диспетчера при выполнении основных технологических операций, что особенно остро проявляется при работе пассажирского транспорта в условиях транспортных потоков высокой плотности и приводит к резким увеличениям нагрузки на диспетчерский персонал. Данное обстоятельство определяет актуальность исследований в части научного обоснования направлений совершенствования технологии автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом (ГПТ).

Объектом исследования являются автоматизированные

навигационные системы диспетчерского управления городским пассажирским транспортом.

Предметом исследования являются технологические операции автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом.

Направление исследования: разработка научного, методического и алгоритмического обеспечения процессов оперативного диспетчерского управления в АНСДУ.

Научная новизна заключается:

1. В разработке теоретического описания технологического процесса диспетчерского управления городским пассажирским транспортом в АНСДУ.

2. В теоретическом обосновании использования методов ситуационного управления в технологических процессах автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом.

3. В теоретическом анализе структуры технологических операции диспетчерского управления ГПТ с оценкой возможностей повышения уровня их автоматизации в рамках АНСДУ.

Достоверность результатов проведенных в работе исследований обеспечивается экспериментальным подтверждением основной гипотезы, согласованностью результатов теоретических исследований, получаемых на основании оценки достижимого уровня повышения эффективности диспетчерского управления городским пассажирским транспортом с результатами проведенных экспериментальных исследований.

На защиту выносятся:

- Теоретическое описание технологического процесса диспетчерского управления городским пассажирским транспортом в АНСДУ на основе использования теории Марковских процессов.

- Теоретическое обоснование использования методов ситуационного управления в технологических процессах автоматизированного диспетчерского управления городским пассажирским транспортом.

- Теоретический анализ структуры технологических операции диспетчерского управления ГПТ с оценкой возможностей повышения уровня их автоматизации в рамках АНСДУ.

Практическая ценность заключается в разработке рекомендаций по использованию методов ситуационного управления при модернизации программного обеспечения автоматизированной навигационной системы диспетчерского управления городским пассажирским транспортом.

Внедрение и реализация результатов работы.

Теоретические и экспериментальные результаты диссертационного исследования одобрены и приняты к использованию в ЗАО «НПП

Транснавигация» (г. Москва), ГУП «Мосгортранс» (г. Москва).

Апробация работы.

Результаты исследования доложены, обсуждены и одобрены на: 67-й, 68-й, 69-й, 70-й, 71-й научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ, г. Москва (2009 - 2013 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, общим объемом 3,69 п.л., в том числе 4 статьи - в изданиях из перечня рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций.

Глава 1 Анализ состояния вопроса исследования. Формирование цели и задач исследования

1.1 Анализ технической политики в области спутниковых навигационных технологий на автомобильном транспорте

Городской автомобильный и наземный электрический транспорт является одной из основных частей транспортной системы Российской Федерации. В этой связи, при оказании услуг автомобильным транспортом и городским наземным электрическим транспортом, большое значение при решении задач управления имеет вопрос обеспечения надежности исполнения запланированного уровня качества предоставления транспортных услуг, режима движения транспортных средств, выполнения заранее сформированного расписания.

Теоретические основы, касающиеся различных аспектов функционирования городского пассажирского транспорта, заложили в своих трудах известные отечественные ученые Блатнов М.Д. Блинкин М.Я., Варелопуло Г.А., Герами В.Д., Гудков В.А., Миротин Л.Б., Гуревич Г.А., Корчагин, В.А., Курганов В.М. , Мун Э.Е, Спирин И.В., Троицкая H.A., Хрущев М.В. и другие [5,6,7,19,36,49,90, 120,121,126,143,144,146]. Были разработаны методы организации и управления пассажирскими перевозками, повышения регулярности движения пассажирских транспортных средств на городских маршрутах, произведены оценки эффективности мероприятий по повышению регулярности движения пассажирских транспортных средств, прогнозирования спроса населения на услуги городского пассажирского транспорта. Исследованы методы маршрутизации автобусного транспорта в городах.

Особое значение в вопросе повышения эффективности работы городского пассажирского транспорта имеет совершенствование методов диспетчерского управления пассажирскими перевозками. Вопросы совершенствования технологических процессов управления маршрутизированным транспортом рассматривались ведущими отечественными и зарубежными учеными такими как: М.Я. Блинкин, В.Н. Богумил, В.М. Власов, В.Д. Герами, Г.А. Гуревич, В.А. Ефименко Д.Б.

Корчагин, В.М. Курганов, Л.Б. Миротин, А.Б. Николаев, В.М. Приходько, A.B. Постолит, П. Прибыл и многими другими [8-14, 18, 25-34,50-52,5764,70,72,78, 80,81,83,95, 105,110,113,114,141,153].

Современный уровень развития и внедрения автоматизированных систем диспетчерского управления на автомобильном транспорте во многом связан с появлением и практическим использованием возможностей спутниковой навигации, в основном - на базе использования сигналов глобальных навигационных систем GPS (США) и ГЛОНАСС (Россия), а также развитию средств и технологий транспортной телематики.

В России вопросы внедрения и использования средств спутниковой навигации на транспорте с самого начала получили государственную поддержку. К настоящему моменту, к основным нормативным документам, обеспечивающим различные практические аспекты разработки, внедрения и эксплуатации АНСДУ следует отнести следующие:

- Федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система»;

- Указ Президента РФ от 17.05.2007 г. N 638 «Об использовании глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах социально-экономического развития Российской Федерации»;

- Постановление Правительства РФ от 25.08.2008 № 641 «Об оснащении транспортных, технических средств и систем аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS»;

- Федеральный закон РФ от 14.02.2009 г. К22-ФЗ «О навигационной деятельности»;

- Технический регламент «О безопасности колесных транспортных средств» (постановление Правительства РФ от 10.09.2009 г. № 720 (с изменениями);

- Постановление Правительства РФ от 11.07.2009 № 549 «О федеральном сетевом операторе в сфере навигационной деятельности»;

- Приказ Министерства транспорта РФ от 9 марта 2010 г. № 55 «Об утверждении перечня видов автомобильных транспортных средств, используемых для перевозки пассажиров и опасных грузов, подлежащих оснащению аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS»;

- Распоряжение Правительства РФ от 20.10. 2010 г. № 1815-р «О государственной программе РФ «Информационное общество (2011 -2020 гг.)»;

- Приказ Министерства транспорта РФ от 26.01.2012г. № 20 «Об утверждении Порядка оснащения транспортных средств, находящихся в эксплуатации, аппаратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/ОР8».

- Приказ Министерство транспорта РФ от 31 июля 2012 г. N 285 «Об утверждении требований к средствам навигации, функционирующим с использованием Навигационных сигналов системы ГЛОНАСС или ГЛОНАССЮРБ и предназначенным для обязательного оснащения транспортных средств категории М, используемых для коммерческих перевозок пассажиров, и категории ]М, используемых для перевозки опасных грузов».

- Приказ Министерство транспорта РФ от 13 февраля 2013 г. N 36 "об утверждении требований к тахографам, устанавливаемым на транспортные средства, категорий и видов транспортных средств, оснащаемых тахографами, правил использования, обслуживания и контроля работы тахографов, установленных на транспортные средства".

К настоящему времени решен ряд теоретических и практических задач в области повышения эффективности автоматизированного управления автомобильным и городским электрическим транспортом, маршрутизации перевозок с использованием спутниковых навигационных технологий. Данные направления подробно рассматриваются в трудах Власова В.М., Богумила В.Н., Гуревича Г.А., Ефименко Д.Б., Ожерельева М.Ю. и других [50,51,58, 59, 96].

История процесса развертывания автоматизированных навигационных систем диспетчерского управления (АНСДУ) в России рассматривалась в трудах Ефименко Д.Б., где подчеркивается, что начальный период активного развертывания автоматизированных навигационных систем диспетчерского управления (АНСДУ) в рамках реализации мероприятий Федеральной целевой программы «Глобальная навигационная система» (ФЦП ГЛОНАСС) был в области городского и пригородного пассажирского транспорта. Динамика развертывания АНСДУ городским транспортом в рамках

реализации мероприятий «ФЦП ГЛОНАСС» представлена на рис 1.1

г

а» Н и 5 и о а н и <и т в

ч о

350

300

250

200

150

100

Рисунок 1.1 - Динамика развертывания АНСДУ городским транспортом в рамках реализации мероприятий ФЦП ГЛОНАСС [57]

В России к 1995 году был накоплен значительный опыт разработки и эксплуатации автоматизированных систем диспетчерского управления городским пассажирским транспортом на базе использования физических устройств - контрольных пунктов, расставляемых на конечных станциях и в ключевых пунктах маршрутной сети [141]. Диспетчерское управление в этих системах было организовано по принципу: "Наблюдение и контроль движения транспортных средств в отдельных точках маршрута".

В течение прошедших с 1995 года 15 лет были пройдены несколько этапов развития автоматизированных спутниковых навигационных систем диспетчерского управления на автомобильном транспорте. Проведенный анализ показывает, что эти этапы имели продолжительность порядка 5 лет, после чего, под воздействием «эволюционных процессов», пересматривались некоторые ключевые позиции подхода к созданию таких систем. Основные этапы развития автоматизированных систем диспетчерского управления на автомобильном пассажирском транспорте рассмотрены в работе [57]. Автором выделены три этапа развития данных систем. Основное содержание

этих этапов изложено ниже.

На первом этапе (1996-2000 гг.) были решены некоторые ключевые вопросы использования спутниковой навигационной информации в процессах оперативного анализа. Практическая технология контроля в спутниковых навигационных системах первого поколения осталась прежней, т.е. движение пассажирских транспортных средств контролировалось в отдельных точках маршрута. При этом вместо физических устройств контрольных пунктов, использовались "виртуальные контрольные пункты", понимаемые как некие участки маршрута в зоне конечных станций и других ключевых точках маршрутной сети, попадание и нахождение в которых пассажирских транспортных средств контролировалось с помощью данных спутниковой навигации. Благодаря совместному использованию спутниковой навигации и электронной картографии диспетчерская система обеспечивала возможность наблюдения транспортных средств в любой момент времени. Таким образом, диспетчерское управление в спутниковых навигационных диспетчерских системах первого поколения было организовано по принципу: "Наблюдение