Формування моделей і методів інтелектуальної технології оперативного управління поїздопотоками

Abstract

UA: Лаврухін О.В. Формування моделей і методів інтелектуальної технології оперативного управління поїздопотоками. – На правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.22.01 – транспортні системи. – Українська державна академія залізничного транспорту, Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України, Харків, 2012. Дисертацію присвячено вирішенню наукової проблеми формування моделей і методів інтелектуальної технології оперативного управління поїздопотоками. З цією метою, дотримуючись принципів системного підходу, було сформовано ряд моделей і методів, які адекватно відтворюють процеси ефективного виконання експлуатаційного процесу роботи при плануванні та просуванні поїздопотоків по підрозділах залізниць України. В основу сформованого комплексу моделей покладено умови імітації когнітивної діяльності людини при прийнятті оперативних рішень щодо виконання технологічного процесу роботи, пов’язаного з плануванням та просуванням поїздопотоків. Ці умови досягнуто за рахунок використання: апарату нечіткої логіки для врахування нечіткості вхідної оперативної інформації при плануванні та просуванні поїздопотоків; апарату нейронних мереж, використання якого дозволило сформувати модель безпечного та ефективного виконання поїзного процесу на залізничних станціях з можливістю подальшого самонавчання (пристосування до мінливих умов експлуатації); апарату генетичного алгоритму, використання якого дозволило оптимізувати роботу рухомих одиниць транспорту при виконанні місцевої роботи дільниць. Для досягнення синергетичного ефекту було сформовано структуру оперативного управління залізничним транспортом з розподіленим штучним інтелектом, яка включає в себе основні підрозділи залізничного транспорту, пов’язані з формуванням та просуванням поїздопотоків. Проведено імітаційне моделювання роботи синтезованої інтелектуальної моделі оперативного управління поїздопотоками на полігонах Південної та Донецької залізниці, в результаті якого було отримано такі дані щодо виконання основних експлуатаційних показників: зменшення простою вантажного вагона на проміжних та вантажних станціях під накопиченням на 31 %; скорочення часу простою вагонів в очікуванні локомотива на 56 %; скорочення часу простою вагонів біля вхідних сигналів на 75 %; скорочення часу простою локомотивів біля вхідних сигналів на 50%; скорочення часу від розгонів-уповільнень поїздів після зупинки біля вхідних сигналів на 84 %; скорочення часу простою локомотиву в очікуванні закінчення формування составу на 62 %; скорочення простою вантажного вагону на технічних станціях під накопиченням на 19 %; скорочення простою вантажного вагона на станціях в очікуванні вантажних операцій на 80 %; скорочення терміну доставки вантажу на 18 %; скорочення основного комплексного показника – обігу вантажного вагона на 18 %. При впровадженні сформованої технології інтелектуального автоматизованого оперативного планування та управління поїздопотоками було отримано загальну економію за рахунок досягнення синергетичного ефекту на полігоні Південної залізниці у розмірі 10715956,32 грн/р. EN: Lavrukhin O. The forming of models and approaches of intelligent technologies of operational management of railway traffic. – manuscript. Dissertation for the degree of doctor of technical sciences, specialty 05.22.01 – transport systems. – Ukrainian State Academy of Railway Transport, Ministry of Education, Youth and Sports of Ukraine, Kharkov, 2012. The thesis is devoted to solving scientific problems of forming models and intelligent technologies of operational management of railway train traffic. For this purpose, following the principles of a systems approach, the number of models and methods that adequately reflect the effective implementation of the operational processes of the planning and promoting of railway train traffic through railways of Ukraine was formed. In basis of formed complex of models the terms of imitation of cognitive activity of man are fixed at the acceptance of operative decisions, in relation to implementation of technological process of work related to planning and advancement of train traffics. These terms were attained due to the use of fuzzy logic for taking into account of uncertainty of incoming operative information at planning and advancement of train traffic; to neural networks, the use of that allowed to form the model of safe and effective implementation of train process with possibility of the further self-training (adaptation is to the changeable external environments); to genetic algorithm, the use of that allowed to optimize using of movable units of transport for implementation of local work of areas. For the achievement of synergetic effect the structure of operative management a railway transport was formed with the up-diffused artificial intelligence, that includes for itself basic subdivisions of railway transport related to forming and advancement of train traffic. The imitation design of work of the synthesized intellectual operative case of train traffics frame is conducted on the grounds of the South and Donetsk railway as a result of that next data were got in relation to implementation of basic operating indexes: reduction to the outage of freight carriage on the intermediate and freight stations under an accumulation on 31 %; reduction of time of outage of carriages in expectant of locomotive, on 56 %; reduction of time of outage of carriages is near entrance signals on 75 %; reduction of time of outage of locomotives near entrance signals, 50 %; reduction of time from accelerations-decelerations of trains after a stop near entrance signals on 84 %; reduction of time of outage of locomotive is in expectant of completion of forming of train on 62 %; reduction of outage of freight carriage on the technical stations under an accumulation on 19 %; reduction of outage of freight carriage on the stations in expectant of freight operations on 80 %; reduction of term of delivery to the load is on 18 %; reduction of basic complex index - turnover of freight carriage on 18 %. At introduction of the formed technology of the intellectual automated operative planning and management of train traffic a general economy was got due to the achievement of synergetic effect on the ground of the South railway in size 10715956,32 of UAH per year.