Удосконалення управління процесом просування поїздопотоків на основі стабілізації обігу вантажного вагону

Abstract

UA: Дисертацію присвячено вирішенню науково-прикладного завдання щодо удосконалення процесу управління просуванням поїздопотоків на основі стабілізації обігу вантажного вагону шляхом формування комплексу моделей, що адекватно відтворюють технологію пропуску поїздопотоків на рівні залізничних підсистем. Розроблена технологія базується на автоматизованій процедурі надання пріоритетів при пропуску поїздопотоків по дільницях та інтегрована до АРМів оперативних працівників на структурі розподілених СППР. Комплекс моделей складається з: критерію стійкості, який дозволяє оцінити якість процесу стабілізації за період місячного планування; моделі прогнозування обігу за змінно-добовий період для місцевих, порожніх, транзитних вагонів, яка ґрунтується на апараті нейронних мереж; моделі оперативного визначення категорій поїздів на підходах до розмежувальних пунктів; сформованої терм-множини типових станів поїзда (альтернатив) на основі використання лінгвістичних змінних з елементами, які мають наступні ознаки – вага поїзда, його довжина та категорія; формалізації процесу ідентифікації реальних поїзних ситуацій. У дисертаційній роботі оцінено ефективність процесу стабілізації загального обігу в умовах Південної залізниці. RU: В диссертации представлено теоретическое обоснование и решение научно-практического задания усовершенствования процесса продвижения поездопотоков на основе стабилизации оборота грузового вагона путём формирования комплекса моделей, который состоит из: критерия устойчивости, который позволяет оценить качество процесса стабилизации за период месячного планирования; модели прогнозирования оборота в пределах сменно-суточного периода для местных, порожних, транзитных вагонов, базирующейся на аппарат нейронных сетей; модели оперативного определения категории грузовых поездов на походах к раздельным пунктам; сформированного терм-множества типовых состояний поезда с использованием лингвистических переменных, элементы которого имеют следующие признаки – вес поезда и его длинна, а также категория; формализации процесса идентификации реальных поездных ситуаций. Модель оперативного определения категории грузовых поездов основана на присвоении им соответствующего приоритета при принятии решения оперативным персоналом для пропуска по участку. Разработанная процедура стабилизации реализуется на структуре распределённых систем поддержки принятия решений дежурным по станции и поездным диспетчером. В качестве критерия устойчивости, который отображает и оценивает процедуру стабилизации элемента общего оборота вагонов в движении по участкам, предложен суперкритерий, который учитывает взаимозависимость между оборотами разных категорий вагонов, а именно – местных, транзитных, порожних. Предложено в качестве модели прогнозирования элементов оборота вагонов в движении по участкам использовать нейронную сеть, которая обладает свойством самообучения, и обеспечивает гибкость при оперативном управлении. Сформирована совокупность нейронных сетей с параметрами, учитывающими специфику процедуры оперативного планирования при определении связи между количественными показателями для данной железнодорожной подсистемы и величиной общего оборота грузовых вагонов. Комплекс моделей обеспечивает погрешность прогнозирования до 6%, что является удовлетворительным для задач такого класса. Значение погрешности в таких границах обусловлено структурой модели, которая учитывает практически весь спектр факторов, который характеризует структуру поїздо- и вагонопотоков и значительным периодом обучения (5 лет). Предложено назначать категории поездов при пропуске их по участкам: 1 категория – низкая степень скрещения: поезда с такой степенью, возможно, ставить под скрещение с другими поездами больших категорий в каждом случае, когда возникает такая необходимость; 2 категория – средняя степень скрещения: такие поезда возможно ставить под скрещение только с поездами более высокой 3 категории; 3 категория – высокая степень скрещения – такие поезда не следует ставить под скрещении; эти поезда в своем составе содержат определенное количество вагонов (транзитных, местных, порожних), оборот которых значительно превышает нормативный. Формализована автоматизированная технология определения приоритетности пропуска поездов в соответствии с предложенными категориями на основе аппарата нечеткой логики. В результате сравнения моделей принятия решения поездным диспетчером по алгоритмами Mamdani и Sugeno доказано, что разработанный комплекс моделей обеспечивает адекватность процесса продвижения поездов по участкам с предоставлением приоритетности. На основе сформированного терм-множества типовых состояний поезда (альтернатив) с использованием лингвистических переменных, элементы которого учитывают такие признаки как: вес поезда, его длина и категория формализован процесс идентификации реальной поездной ситуации. Сформированная таким образом процедура принятия решений является основой СППР на АРМ ДСП и АРМ ДНЦ. В результате тренинга доказано, что предложенная оптимизационная модель в соответствии с предложенным критерием устойчивости позволяет снизить отклонение оборота вагона в пределах 20% на протяжении месяца. Разработанный комплекс моделей, который моделирует процесс управления продвижением поездопотоков на основе стабилизации оборота грузового вагона интегрирован в виде структуры распределенных СППР на АРМах оперативных работников ДСП и ДНЦ в границах ДН или железной дороги. Автоматизированная технология организации системы поддержки принятия решений базируется на максимальном взаимодействии на определенных уровнях управления и межуровневом взаимодействии. Оценено, что внедрение автоматизированных технологий управления движением поездов за счет стабилизации общего оборота грузового вагона обеспечивает сокращения эксплуатационных затрат на 5744160 гривен на протяжении месяца. В диссертационной работе оценена эффективность процесса стабилизации общего оборота грузовых вагонов в условиях Южной железной дороги. EN: The dissertation is devoted to solving scientific and applied tasks of the improvement of train-traffic promotion process control which based on freight railcar turnaround stabilization through the formation of complex models which adequately reproduce the technology of crossing of railway subsystems by cartraffics. The technology is based on an automated procedure of priority setting to the trains which bypassing the spans, it is integrated into railway officers’ automated workplaces on the distributed DSS structure. The complex of models consists of: model of prediction of local, hollow, transit cars turnaround time value for the shift/day duration which is based on neural networks apparatus; stability criterion which allows to evaluate the quality of the stabilization period for the monthly planning; the model of operational determining the categories of trains approaching the boundary points; the formed term-manifold of typical states (alternatives) of train on the basis of linguistic variables with elements that have the following characteristics - weight of the train, its length and category; the formalization of process of identification of real train situations. The thesis evaluated the effectiveness of the stabilization of general turnaround time in the Southern Railway.