автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Управление движением городского пассажирского транспорта на основе нечеткого ситуационного подхода

На правах рукописи

КРИГЕР ЛИЛИЯ СЕРГЕЕВНА

УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ГОРОДСКОГО ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА НА ОСНОВЕ НЕЧЕТКОГО СИТУАЦИОННОГО

ПОДХОДА

Специальность: 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность, информатика)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

6 НОЯ 2014

005554509

Астрахань - 2014

005554509

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Астраханский государственный технический университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Квятковская Ирина Юрьевна

Официальные оппоненты: Егоров Сергей Яковлевич

доктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет», профессор кафедры

«Компьютерно - интегрированные системы в машиностроении»

Скоробогатченко Дмитрий Анатольевич доктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет», доцент кафедры «Экономика и управление дорожным хозяйством»

Ведущая организация: Институт проблем точной механики и

управления Российской академии наук, г. Саратов

Защита состоится 18 декабря 2014 г. в 15:00 на заседании диссертационного совета Д 307.001.06 на базе Астраханского государственного технического университета по адресу: 414056, г. Астрахань, ул. Татищева 16, ауд. Г. 313.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью организации, просим направлять по адресу: 414056, г.Астрахань, ул. Татищева, 16, ученому секретарю диссертациошюго совета Д 307.001.06.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного технического университета и на сайте http://astu.org/pages/show/2974.

Автореферат разослан «2$» октября 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А. А. Ханова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Пассажирский транспорт является одной из важнейших отраслей жизнеобеспечения и функционирования городов, эффективность работы которого напрямую влияет на работу хозяйственного комплекса и качество жизни населения. Повышение эффективности управления движением транспорта относится к приоритетным задачам деятельности Правительства РФ и осуществляется в рамках Федеральной целевой программы «Развитие транспортной системы России в 2010 - 2020 гг.».

Эффективность работы общественного транспорта может рассматриваться с разных точек зрения: с точки зрения транспортных компаний, являющихся производителями пассажирских услуг и с точки зрения потребителей этих услуг (пассажиров). Фактически имеет место конфликт интересов сторон, участвующих в процессе пассажироперевозок, т.е. возникает задача нахождения баланса между перевозчиками, заинтересованными в снижении собственных издержек на перевозки, и пассажирами, нуждающимися в определенном уровне качества предоставляемых транспортных услуг. Возникающее противоречие должно быть устранено на основе методов, обеспечивающих оптимальное решение между затратами и удовлетворенностью пассажиров, позволяющее составлять расписание движения общественного транспорта, способное обеспечить скоординированную и эффективную работу городского пассажирского транспорта.

Важное место в функционировании городского пассажирского транспорта (ГПТ) занимает непрерывная продуктивная работа, связанная с обеспечением устойчивости перевозочного процесса в типовых дорожных ситуациях за счет применения методов управления движением на основе ситуационного подхода.

Совершенствование системы управления ГПТ на основе комплексного подхода, обеспечивающего компромиссное решение между требованиями к снижению затрат и повышению удовлетворенности пассажиров качеством предоставляемых услуг автотранспортных предприятий путем составления расписания движения, а также принятие оперативных решений в случаях нарушения движения, является актуальной научной и практической задачей.

Степепь разработанности темы. Вопросы развития пассажирского транспорта, управления транспортным обслуживанием населения и повышения его эффективности с использованием информационных технологий широко представлены в трудах Антошвилли М.Е., Блатнова М.Д., Варелопуло Г.А., Володина Е.П, Вельможина А. В, Гудкова В.А., Зильберталя А.Х., Ембулаева В.Н., Ефремова И.С., Кравченко Е.А., Курганова В.М., Либермана С.Ю., Миротина Л.Б., Спирина И.В. и других.

Значительный вклад в разработку методов управления на основе ситуационного подхода внесли Д.А. Поспелов, Ю.И. Клыков, В.М. Курганов, Рассоха В.И., нечеткое ситуационное управление представлено в работах А. Н. Мелихова, М.М. Зернова, В.В. Борисова.

Объект исследования - система управления городским пассажирским транспортом.

Предмет исследования - методы и алгоритмы управления движением городского пассажирского транспорта.

Целью диссертационной работы является повышение эффективности работы городского пассажирского транспорта путем разработки и внедрения системы управления движением на основе вновь разработанного математического, алгоритмического, программного обеспечения.

Для достижения поставленной цели требуется решение следующих задач:

1. провести анализ факторов, влияющих на экономическую эффективность перевозок, а также удовлетворенность пассажиров качеством услуг;

2. разработать комплексный критерий эффективности работы ГПТ, обобщающий экономический критерий затрат на перевозку пассажиров и социальный критерий удовлетворенности пассажиров в форме продукционной модели;

3. разработать процедуру составления расписания движения ГПТ с использованием комплексного критерия эффективности;

4. разработать методику нечеткого ситуационного управления движением ГПТ, позволяющую формировать управляющие решения на основе идентификации типовых дорожных ситуаций;

5. разработать и провести апробацию системы поддержки принятия решений (СППР) по управлению движением ГПТ.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в следующем:

1. разработан комплексный критерий эффективности работы ГПТ, отличающийся совместным учетом затрат автотранспортного предприятия и удовлетворенности пассажиров качеством предоставляемых услуг, что позволило обеспечить сбалансированность интересов перевозчиков, стремящихся к снижению эксплуатационных расходов и пассажиров, нуждающихся в определенном уровне обслуживания;

2. построена продукционная модель удовлетворенности потребителей качеством услуг, отличающаяся сочетанием слабоструктурированных зависимостей между количественными и качественными факторами влияния, что позволило оценить уровень выполнения потребностей пассажиров;

3. разработана процедура формирования расписания движения ГПТ на основе введенного комплексного критерия эффективности, отличающаяся нахождением оптимального время прибытия транспортного средства на остановку, что позволило эффективно распределить транспортные средства на маршрутах в заданные моменты времени;

4. разработана методика нечеткого ситуационного управления движением ГПТ, отличающаяся построением многоуровневой иерархической нечеткой ситуационной сети, что позволило формализовать дорожные ситуации с различными наборами признаков и формировать на их основе управляющие решения.

Теоретическая значимость работы. На основе теоретико-методологических положений, экономических расчетов, анализа методов повышения эффективности работы пассажирского транспорта предложены пути совершенствования процессом управления городскими пассажирскими

перевозками, которые позволят обеспечить автотранспортным предприятиям конкурентные преимущества на рынке транспортных услуг

Практическая значимость работы. Рекомендации, содержащиеся в диссертационной работе, могут быть использованы в управленческой деятельности транспортных предприятий, в решении задач по удовлетворению спроса населения на качественное транспортное обслуживание, а также в развитии научной базы и практических методик составления расписания движения и управления движением общественного транспорта.

Разработанное программно-алгоритмическое обеспечение и СППР приняты к внедрению в организациях, представляющих различные уровни транспортной системы, а также в учебных целях в ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет».

Методология и методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы математического и имитационного моделирования, методы математической статистики, методы эмпирического исследования, методы статистической обработки информации, методы нечеткого ситуационного управления, методы оптимизации, теория нечетких множеств.

Положения, выносимые на защиту:

1. Комплексный критерий эффективности работы ГПТ, обеспечивающий совместный учет затрат автотранспортного предприятия и удовлетворенности пассажиров качеством предоставляемых услуг.

2. Продукционная модель удовлетворенности потребителей качеством услуг, позволяющая формализовать слабоструктурированные зависимости между количественными и качественными факторами влияния.

3. Процедура формирования расписания движения ГПТ на основе введенного комплексного критерия эффективности.

4. Методика нечеткого ситуационного управления движением ГПТ в различных дорожных ситуациях.

Степень достоверности результатов исследования устанавливается в результате сопоставления теоретических расчетов с экспериментальными исследованиями и результатами социологических исследований, проведенными на ряде маршрутов движения городского пассажирского транспорта, апробацией работы в организациях, представляющих различные уровни транспортной системы: в Департаменте транспорта Астраханской области Министерства промышленности, транспорта и природных ресурсов, Государственном предприятии «Пассажирское автотранспортное предприятие №3», ОАО «АстраханьПассажирТранс, а также верификацией разработанного программного продукта.

Апробация научных результатов. Основные положения, теоретические и практические выводы диссертационной работы обсуждались и докладывались на следующих международных и всероссийских конференциях: «Информационные технологии будущего и современное электронное обучение» Modem IT &(е-) Learning (Астрахань, 2009), Фундаментальные и прикладные исследования университетов, интеграция в региональный инновационный комплекс» (Астрахань, 2010), «Математические методы в технике и

технологиях» (Саратов, 2010, 2011, 2013), «Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий» (Сочи, 2011), «Перспективы развития информационных технологий» (Новосибирск, 2011), International scientific - practical conference «Innovative Information Technologies» (Prague, 2012), на научных конференциях профессорско-преподавательского состава АГТУ.

Исследования поддержаны грантом Государственного фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса».

Публикации. По результатам выполненных научных исследований опубликовано 17 печатных работ, отражающих основное содержание диссертационной работы, в том числе 6 статей в рекомендуемых ВАК РФ научных журналах. Получено два свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ. Без соавторов опубликовано 13 работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа включает введение, четыре главы, выводы, заключение, библиографический список из 124 наименований публикаций отечественных и зарубежных авторов, приложения. Основная часть включает 129 страниц, содержит 48 рисунков, 3 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна, методы решения, объект и предмет исследования, теоретическая и практическая значимость.

Первая глава посвящена анализу функционирования системы ГПТ, методов повышения эффективности его работы. Выявлено, что цели работы системы ГПТ, диктуемые обществом, носят противоречивый характер, вызывая несовпадение интересов перевозчиков и пассажиров.

Анализ методов повышения эффективности работы ГПТ показал, что большинство работ носят односторонний характер, направленный либо на повышение удовлетворенности производителей пассажирских услуг, тем самым снижая удовлетворенность населения в перевозках, либо на повышение качества предоставляемых услуг, сопровождаясь при этом значительными транспортными затратами. Анализ критериев эффективности работы ГПТ обосновал необходимость совместного учета экономического критерия (затраты автотранспортной компании) и социального критерия (удовлетворенность пассажиров качеством транспортных услуг).

Изучив основные аспекты актуальной научно-практической задачи управления движением транспорта, выявлена необходимость построения и организации эффективной системы ГПТ, основанной на составлении расписания движения транспортных средств (ТС) и оперативном управлении в нештатных ситуациях.

Анализ существующих подходов к управлению выявил необходимость применения ситуационного подхода к управлению движением ГПТ, связанного с дальнейшей разработкой интеллектуальной СППР, основанной на математическом аппарате оценки ситуаций и выборе на их основе требуемого

управляющего воздействия, а также формирования измененного расписания движения в зависимости от сложившейся ситуации.

В общем виде поставлены следующие задачи диссертационной работы:

1. Задача составления расписания движения.

Для заданного количества остановок m и числа транспортных средств п требуется найти расписание движения ГПТ Sh(T¡), такое, что в моменты времени Ту обеспечивается оптимальное решение в условиях минимизации суммарных затрат автотранспортного предприятия на перевозку пассажиров I\(t) и максимизации удовлетворенности пассажиров I2(t), где Ту - время прибытия ¡-го ТС на j-ю остановку.

2. Задача нечеткого ситуационного управления движением.

Требуется перевести транспортное средство из текущей дорожной ситуации s0 в целевое состояние s* с помощью ряда управляющих решений R*={Rj}, применяемых на основании построенной нечеткой ситуационной сети (НСС).

Вторая глава диссертации посвящена вопросам обработки информации при составлении расписания движения ГПТ с учетом ограниченности ресурсов. Предложен комплексный критерий эффективности, рассчитываемый с учетом экономического критерия затрат на перевозку пассажиров и продукционной модели удовлетворенности качеством услуг. Управление процессом перевозки пассажиров сводится к поиску рационального поведения технической системы между потребителями и производителями услуг ГПТ.

Для управления технической системой осуществляется формирование:

- расписания для соблюдения графика движения ТС по маршруту;

— множества управляющих решений при возникновении нештатных дорожных ситуаций, часть которых приводит к перерасчету расписания движения ГПТ.

Для формирования экономического критерия эффективности учитываются транспортные расходы на перевозку пассажиров 7,(t), представляющие собой совокупность эксплуатационных затрат. В основу вычислений положены методические рекомендации по расчету экономически обоснованной стоимости перевозки пассажиров согласно распоряжению министерства транспорта России № HA-37-p от 18.04.13 г.:

W = (к • <2,(0 + LJHk ■ Qn(t) • + ô-i-nr) (1)

где Q„(t) - пассажиропоток на остановке; tp - время работы на маршруте; L,„ -пройденное расстояние, км; Г - длина маршрута, пг - количество рейсов за смену; tpmax - время работы смены; к, û - коэффициенты, учитывающие нормы затрат.

С учетом социальной значимости ГПТ разработана сетевая структура направления влияния факторов (рисунок 1), определяющих индекс удовлетворенности пассажиров /2 транспортными услугами. Построена продукционная модель удовлетворенности потребителей качеством услуг в виде наборов продукционных правил, позволяющих получить значения требуемых для расчета параметров ¡г-

Терм-множество каждой лингвистической переменной задано 7 термами, определяющими изменение параметров в положительном и отрицательном

направлении от нормального значения, и представлено в виде хк = {BND, MND, SND, NORM, SPD, MPD, BPD}, где В - большое, М-среднее, S - малое, D - отклонение, в N - отрицательном, Р- положительном направлении от NORM-нормального значения.

В качестве алгоритма нечеткого вывода использован алгоритм Мамдани.

В результате работы с экспертной группой получено 144 продукционных правила. Пример продукционного правила для определения длительного «Времени ожидания транспорта» при отсутствии препятствий на дороге и недостаточном количестве единиц транспорта, движущихся с высокой скоростью t0:<ECJm Sp=BND И N=MND И V„=MPD, ТО t0=BPD>, где BND -большое отрицательное отклонение, MND - среднее отрицательное отклонение, MPD — среднее положительное отклонение от нормального значения.

Приведены примеры типовых ситуаций, возникающих на маршруте при движении ГПТ, которые разделены на несколько классов: А — на маршруте между остановками отсутствуют пробки; В — час пик; С - пробки на маршруте; ВС - пробки в час пик, например:

- AI - на маршруте между остановками отсутствуют пробки, количество единиц ТС близко к максимально возможному, пассажиропоток средний;

- ВЗ - на маршруте между остановками отсутствуют пробки, на маршруте не более 1-2 единиц ТС, пассажиропоток максимальный;

- С2 - на маршруте между остановками пробки, количество единиц ТС требуемое для данного маршрута, пассажиропоток средний;

- ВС1 - на маршруте между остановками пробки, количество единиц ТС близко к максимально возможному, пассажиропоток максимальный.

В таблице 1 представлены значения входных переменных для данных ситуаций. Максимальная ошибка расчетов по продукционной модели относительно результатов экспертов не превышает 5%.

Таблица 1 - Значение индекса удовлетворенности в типовых ситуациях

№ Ситуац ия Входные переменные продукционной модели I: Эксперт

Бр N VN 0.1 Че Ъ Цс

1 А1 1 9 50 40 0,5 0,5 0,5 0,87 0,9

2 ВЗ 1 1 50 80 0,5 0,5 0,5 0,50 0,5

3 С2 8 5 20 40 0,5 0,5 0,5 0,49 0,5

4 ВС1 8 9 20 80 0,5 0,5 0,5 0,24 0,25

Для решения задачи составления расписания использован комплексный критерий эффективности:

т=ш; т) (2)

где /](/) - затраты на перевозку пассажиров, 12(г) - удовлетворенность пассажиров качеством услуг.

В качестве основной управляющей переменной при составлении расписания движения ГПТ выступает время прибытия ТС на остановку. Разработана процедура составления расписания движения ГПТ (рисунок 2), для которой сформирована единая структура данных: показатели входной информации Х={Ш, МБ, С} - данные для расчета затрат на перевозку,

удовлетворенность пассажиров качеством услуг, пассажиропотока, а также параметры ограничений; выходная информация У={57г(Гу), Р5-/г(5/г(71у))}, где БЫХу) - сформированное расписание движения ГПТ, г = 1, т; у = 1, п, где т -число остановок маршрута, п - общее число ТС, Р^Ь(Б/](Ту)) - выходные характеристики расписания (количество нулевых пробегов, количество рейсов).

1. Ввести исходные данные Мг, МБ, МО, б для и ТСип остановок.

2. Вычислить 0п(0 для всех остановок маршрута.

3. Положить счетчик ТС ]=1. Положить счетчик остановок 1=1.

4. Вычислить /(г,у) с помощью алгоритма расчета критерия эффективности. Вычислить Тц.

5. Рассчитать 2„(0 Для всех остановок маршрута с учетом того, что часть пассажиров В, забрана с остановки. Вычислить у- - время прибытия ТС на следующую остановку.

6. Проверить условие необходимости и возможности организации перерыва персонала с учетом в: если перерыв необходим, то к п.7, иначе к п.8.

7. Вычислить Т0-(ТС отправлено на перерыв). Положить ¿=¿+7.

8. Проверить условие прохождения всех остановок маршрута для данного ТС: если ¡>т, то к п.9, иначе к п.7.

9. Проверить условие необходимости и возможности организации ремонта ТС с учетом С: если ремонт необходим, то к п. 10, иначе к п.11.

10. Вычислить Гу (ТС отправлено на ремонт). Положить ¡=¡+1.

11. Проверить условие прохождения всех ТС: если/>п, то к п. 12, иначе к п.9.

12. Проверить условие окончания смены: если смена окончена, то к п. 13, иначе к п.З.

13. Вывести Ту). Рассчитать РзМЩТ,)).

14. Останов.

Рисунок 2 - Процедура составления расписания

Результатом использования процедуры является сформированное расписание движения для заданного маршрута, представляющее собой матрицу, столбцы которой соответствуют пунктам прохождения маршрута, а строки номерам ТС. На пересечении строк и столбцов заносится соответствующее время прибытия/отправления ТС.

В третьей главе сформулирован подход к управлению движением на основе нечеткой ситуационной сети (НСС). Решена задача нечеткого ситуационного управления движением ГП'Г, для решения которой разработана методика нечеткого ситуационного управления, практическая реализация которой требует:

1) Формализовать типовые (эталонные) дорожные нечеткие ситуации: Ситуация, сложившаяся в процессе функционирования ГПТ, представлена:

S={(jjs(yi)/y)}, у, с Y, где Ms(yi)={ (f^)} ~ функция принадлежности лингвистической переменной (фактора) у,-, характеризующей ситуацию S.

2) Построить НСС для управления движением, где Sh ie {1,2...,п} - эталонные нечеткие ситуации, Rj, je {1,2...,/} - управляющие решения, a(S„Rj) - степень предпочтения применения управляющего решения Rj в ситуации S, по сравнению с другими возможными решениями из множества R={Ri, R2, —,R/}-

3) Выбрать меру близости нечетких ситуаций и построить матрицы управляющих решений:

Для определения состояния объекта управления входная нечеткая ситуация S0 сравнивается с каждой нечеткой ситуацией из некоторого набора типовых ситуаций S={S,, S2,—.SN}. В качестве базового способа сравнения выбрано нечеткое включение ситуации. Степень включения ситуации S, в ситуацию Sj обозначается v(ShSj) и определяется:

у(Д Д)= & v(pSj(y,),Msj(y)\ где v(juSl{y'),/JSj(y)) - степень включения нечеткого

yeY

множества /us,{y) в нечеткое множество /is/y)■

Ситуация S, нечетко включается в ситуацию Sj, Si^Sj, если степень включения Si и Sj не превышает порог включения S, определяемого условиями управления, т.е. v(SL,Sj)>S.

4) определить степени предпочтения управляющих воздействий:

Каждому г-му терму R) ставится в соответствие матрица отношений M

описывающая силу воздействия Rj на значение признака. Для определения степеней предпочтения управляющих решений была сформирована группа из десяти экспертов автотранспортных предприятий, которой предлагалось указать степень предпочтения управляющего решения для переходов из одной эталонной ситуации в другую на интервале [0; 1], где 1 - соответствует полной уверенности в наличии перехода из ситуации в ситуацию, а 0 - отсутствию этой уверенности.

5) реализовать алгоритм выбора управляющей стратегии.

Формализованные типовые нечеткие ситуации, наряду со сформированными матрицами отношений, описывающие воздействие управляющих решений, используются для решения задачи нечеткого ситуационного управления. При управлении движением ГПТ возникают ситуации, характеризующиеся несколькими наборами признаков, поэтому требуется модификация существующего подхода к построению НСС. В устройстве управления существует несколько НСС, реализующих процедуру генерации управляющего решения при анализе таких ситуаций. Построение многоуровневой иерархической структуры, объединяющей в форме графического представления все НСС, происходит в несколько этапов (рисунок 3).

Этап 1. Построение факторного уровня многоуровневой иерархической НСС (МИНСС). Определение всех возможных наборов факторов

(признаков) {у,',-..^}... 0f,-/„}, которые характеризуют конкретный вид эталонных нечетких ситуаций.

Этап 2. Построение НСС для каждого вида ситуаций (каждого набора признаков). Ситуации соединены стрелками, вес степень нечеткого включения одной типовой нечеткой ситуации в другую.

Этап 3. Построение сетевого уровня НСС. Объединение всех НСС в единую

fut

Ш

ftt^^ Ситуационны*

S_\____S_T__двунаправленными

__которых показывает

S

Рисунок 3 — Многоуровневая иерархическая НСС сетевую структуру в рамках ситуационного уровня МИНСС.

Этап 4. Формирование ситуационного уровня НСС. Графическое отображение множества всех типовых возможных ситуаций на МИНСС, каждая из которых характеризуется определенным набором факторов.

Строгое следование ТС в соответствии с составленным расписанием является обязательным. Реализация управляющих решений может повлечь изменения в

расписании, поэтому необходимо определить управляющие решения, применение которых потребует перерасчета расписания. Для этого

используется граф пересчета расписания (рисунок 4). Узлами графа являются типовые нечеткие ситуации МИНСС. Направленные дуги графа имеют бинарные веса 0 и 1, где 1 указывает на необходимость пересчета расписания на основе комплексного критерия эффективности, 0 - на то, что перерасчет Рисунок 4 - Граф пересчета расписания не требуется.

расписания Предложена процедура обработки

информации при ситуационном управлении движением ГПТ (рисунок 5).

Рисунок 5 - Процедура обработки информации при ситуационном управлении

движением ГПТ

1. Ввести факторы, характеризующие текущую ситуацию 5'.

2. Сравнить 5' с каждой ситуацией 5/ из множества 5 = {у,},/ = 1,£.

3. Вычислить - степень близости сравниваемых ситуаций.

4. Проверить условие: если ¿¡<5, то к п.5, иначе к п.6.

5. Корректировка базы ситуаций. Возврат к п.1

6. В ыбрать множество управляющих решений Я, е Я, г = \,т, содержащихся в базе знаний (БЗ), соответствующих 5/.

7. Ранжировать по убыванию эффективность управляющих решений внутри множества Я, выбрать управляющую стратегию Я* и наиболее эффективное управляющее решение Я'.

8. Выбор будущей ситуации в", к которой возможен переход из б'.

9. Корректировка расписания 5/7(7"/;).

10. Останов.

Разработанные методика и процедура обеспечивают генерацию управляющего решения для ситуаций, возникающих в процессе пассажироперевозок, которые описываются вербально с помощью признаков различной мощности.

В четвертой главе разработана СППР по управлению движением ГПТ на основе метода нечеткого ситуационного управления, состоящая из двух подсистем: составления расписания движения ГПТ и нечеткого ситуационного управления (рисунок 6), включающая в себя четыре уровня:

- информационный уровень, на котором расположены блоки, участвующие в процессе обучения хранилищ знаний и базы ситуаций, а также блоки ввода данных необходимых для расчета комплексного критерия эффективности и ввода информации о сложившихся на маршруте дорожных ситуациях;

- оперативный уровень, содержащий в своем составе модули обеспечивающие функционирование СППР;

- когнитивный уровень - база знаний и база ситуаций, содержащие знания, используемые СППР для анализа ситуаций и генерации управляющих решений;

- уровень принятия решений, содержащий выходную информацию СППР -управляющие решения, расписание движения, экономические и статистические параметры работы автотранспортного предприятия.

Рисунок 6 - Структурная схема СППР ГПТ

Проведена оценка эффективности разработанной СППР путем оценки и анализа изменения удовлетворенности пассажиров качеством предоставляемых услуг по сравнению с существующим способом составления расписания движения ТС. Анализ результатов показал, что б среднем происходит

увеличение удовлетворенности на 12%, что указывает повышение эффективности работы автотранспортного предприятия. ^ ^^

Для оценки экономической эффективности применения разработанной СППР использовался показатель затрат, которые несет автотранспортное предприятие на перевозку 1 пассажира. Средние значения затрат на перевозку 1 пассажира для указанных способов составления расписания показывают, что предложенный в работе способ повышает экономическую эффективность перевозок более чем на 8,6%.

В заключении сформулированы основные выводы по результатам исследования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ процесса управления ГПТ, существующих критериев и методов повышения эффективности его работы. Разработан комплексный критерий эффективности работы ГПТ, сочетающий затраты на перевозку и удовлетворенность пассажиров качеством предоставляемых услуг.

2. Разработана продукционная модель для оценки уровня удовлетворенности потребителей качеством услуг, сочетающая количественные и качественные факторы влияния.

3. Разработана процедура формирования расписания движения ГПТ с учетом затрат автотранспортного предприятия и удовлетворенности пассажиров, позволяющая эффективно распределить ТС на маршрутах.

4. Разработана методика нечеткого ситуационного управления движением ГПТ с использованием предложенной многоуровневой иерархической нечеткой ситуационной сети, построенной для ситуаций, характеризующихся различными наборами факторов.

5. Разработано алгоритмическое обеспечение решения задачи управления ГПТ в форме алгоритмов задания пассажиропотока на остановках с учетом сезонности и массовых мероприятий; составления расписания движения транспорта; расчета комплексного критерия эффективности; нечеткого ситуационного управления. _

6. Разработана СППР по управлению движением ГПТ, в состав которой входит подсистема составления расписания и подсистема нечеткого ситуационного управления. Показано, что внедрение системы позволяет повысить экономическую эффективность функционирования автотранспортного предприятия на 8,6%.

7. Программный комплекс СППР используется в учебном процессе в Астраханском государственном техническом университете, разработанная методика нечеткого ситуационного управления движением, процедура формирования расписания движения внедрены в Департаменте транспорта Астраханской области Министерства промышленности, транспорта и природных ресурсов, Государственном предприятии «Пассажирское автотранспортное предприятие №3», ОАО «АстраханьПассажирТранс».

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ: Статьи в периодических изданиях, включенных в список ВАК РФ:

1. Кригер, Л.С. Архитектура и алгоритмическое обеспечение интеллектуальной системы управления движением общественного транспорта / Л.С. Кригер // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ. - 2013. - №05(089). - С. 40 - 53.

2. Кригер, Л.С. Нечеткая ситуационная сеть для управления движением общественного транспорта / Л.С. Кригер // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. - 2013 - 1. - С. 90 - 96.

3. Кригер, Л.С. Интеллектуальная система поддержки принятия решений при управлении движением общественного транспорта / Л.С. Кригер // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика - 2012. - №2. - С. 150 - 155.

4. Кригер, Л.С. Формализация типовых ситуаций в задачах управления движением общественного транспорта / Л. С. Кригер, И. Ю. Квятковская // Научно-технические ведомости СПбПТУ. Санкт-Петербург. - 2012. - №3(150). -С. 106-110.

5. Кригер, Л.С. Интеллектуальная модель оценки удовлетворенности услуг городского пассажирского электротранспорта / Л.С. Кригер, И.Ю. Квятковская // Известия Волгоградского государственного технического университета. Серия: Актуальные проблемы управления, вычислительной техники и информатики в технических системах. -2012. - № 10(97). - Выпуск 14. - С. 123 - 128.

6. Кригер, Л.С. Комплексный показатель эффективности работы общественного транспорта / Л.С. Кригер // В мире научных открытий. Красноярск: Научно-инновационный центр. Серия: Математика. Механика. Информатика. - 2012. - №1(25) - С. 80 - 90.

Статьи в межвузовских научных сборниках, сборниках трудов международных научных конференций:

7. Кригер, Л.С. Подсистема нечеткого ситуационного управления движением общественного транспорта / Л.С. Кригер // Сборник трудов XXVI Международной научной конференции Математические Методы в Технике и Технологиях - ММТТ - 26. - 2013. - С. 54 - 56.

8. Кригер, Л.С. Ситуационный подход к управлению движением общественного транспорта / Л.С. Кригер // Materials of International scientific -practical conference Innovative Information Technologies. - Prague, 2012. -P. 539-541.

9. Kriger, L. Management of passengers on the basis systematic criteria for public transport / L. Kriger //Scientific enquiry in the contemporary world: theoretical basis and innovative approach. FL, USA, L&L Publishing, 2012. - P. 45 - 52.

10. Кригер, Л.С. Необходимость разработки новых способов управления движением общественного транспорта / Л.С. Кригер // Перспективы развития

информационных технологий: Сборник материалов V Международной научно-практической конференции. - Новосибирск, 2011. - С. 36-41.

И. Кригер, Л.С. Решение задачи синтеза расписания движения общественного транспорта / JI.C. Кригер // Сборник материалов международной научной школы для молодежи «Школа научного творчества и концептуального проектирования». «Исследования молодых ученых - вклад в инновационное развитие». - Т1. — 2011. -С. 63-67.

12. Кригер, Л.С. Оптимизация управлением движения общественного транспорта/ JI.C. Кригер // Материалы международной научно-практической конференции: «Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий». - 2011. - С. 466 - 468.

13. Кригер JI.C. Автоматизированная система составления расписания движения общественного транспорта/ JI.C. Кригер// Сборник статей международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные исследования университетов, интеграция в региональный инновационный комплекс». Доклады молодых ученых в рамках программы «У.М.Н.И.К.». Том 2. - 2010. - С. 44 - 46.

14. Кригер, JI.C. Информационная система управления движением городского транспорта /Л. С. Кригер, М.И. Шикульский // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-23 сб. трудов ХХП1 Междунар. науч. конф.: в 12 т. Т.9. Секция 10 / под общ. ред. B.C. Балакирева. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т. -2010.-С. 213-217.

15. Кригер, Л.С. Информационная система составления расписания движения общественного транспорта г. Астрахани. / JLC. Кригер, М.И. Шикульский // Материалы международной научной конференции «Информационные технологии будущего и современное электронное обучение» Modern ГГ &(е-) Learning. - 2009. -С. 31 -35.

Свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ:

16. Информационная система составления расписания движения общественного транспорта [Электронный ресурс] / Л.С. Кригер. - Электрон, прогр. - Астрахань, 2013. - Свидетельство ГР прогр. для ЭВМ № 2012613931; заявка № 2012611704 от 13.03.2012; зарегистр. В Реестре программ для ЭВМ,

26.04.2012.

17. Система поддержки принятия решений по организации движения общественного транспорта [Электронный ресурс] / Л.С. Кригер. - Электрон, прогр. - Астрахань, 2013. - Свидетельство ГР прогр. для ЭВМ № 2013611965; заявка № 2012661547 от 24.12.2012; зарегистр. В Реестре программ для ЭВМ,

11.02.2013.

Подписано в печать 17.10.14 г. Тираж 100 экз. Заказ № 539 Типография ФГБОУ ВПО «АГТУ», тел. 61-45-23 г. Астрахань, Татищева 16ж.