Удосконалення організації функціонування мережі міжнародних транспортних коридорів на основі інтероперабельності

Abstract

UA: Дисертаційну роботу присвячено вирішенню наукового завдання удосконалення організації функціонування мережі міжнародних транспортних коридорів на основі вимог інтероперабельності. В результаті вирішення поставленої задачі було формалізовано процес розвитку інтероперабельності мережі міжнародних транспортних коридорів (МТК) на стратегічному рівні планування у вигляді динамічної моделі, що включає інтегральний показник оцінки витрат та систему обмежень, яка відбиває умову неперервності вантажопотоку, освоєння заданих вантажопотоків, що дозволяє на відмінність від існуючих підходів визначити послідовність впровадження множини заходів у просторі та часі з урахуванням їх життєвих циклів для всієї мережі транспортних коридорів. Для пошуку оптимальної стратегії розвитку інтероперабельності всієї мережі МТК сформовано еволюційну математичну модель на основі апарату генетичного алгоритму з перестановочним кодуванням. З метою удосконалення організації функціонування транспортної системи України, розроблено генетичний алгоритм варіації організаційних заходів раціоналізації транспортного процесу та запропоновано модель перерозподілу поїздопотоків на мережі МТК, яка враховує можливість розвантаження технічних станцій на найбільш напружених напрямках. Створено модель перерозподілу пропускної спроможності в термінах мереж Петрі, яка реалізована на базі генетичних алгоритмів та є основою для формування СППР. Для реалізації сформованих моделей стратегічного та тактичного управління мережею МТК сформовано дворівневу структуру ІКС, в основу якої покладено вимоги інтероперабельності при взаємодії різних рівнів управління поїздопотоками країн-учасниць перевізного процесу. Також в роботі розраховано економічний ефект від впровадження запропонованих заходів. RU: Диссертационная работа посвящена решению научной задачи совершенствования организации функционирования сети международных транспортных коридоров на основе требований интероперабельности. Для достижения этой цели в работе проведен анализ статистических исследований, который доказывает, что объемы грузов, перевозимых транзитом по МТК, постепенно уменьшаются. Определено, что на повышение продолжительности следования вагонопотоков по МТК существенно влияет несовершенство технологии прохождения границы. Об этом свидетельствует стабильно высокий уровень числа задержанных вагонов при пересечении государственной границы, что приводит к значительному замедлению продвижения вагонопотоков. Проведенный анализ доказывает необходимость решения задачи теоретического обоснования развития интероперабельности транспортной системы разных стран. В результате решения поставленной задачи был формализован процесс развития интероперабельности сети МТК на стратегическом уровне планирования в виде динамической модели, включающей интегральный показатель оценки затрат и систему ограничений, которая отражает условие непрерывности грузопотока, освоения заданных грузопотоков, позволяющий в отличии от существующих подходов определить последовательность внедрения множества мероприятий в пространстве и времени с учетом их жизненных циклов для всей сети транспортных коридоров. Для поиска оптимальной стратегии развития интероперабельности всей сети МТК сформирована эволюционная математическая модель на основе аппарата генетических алгоритмов с перестановочной кодировкой. Доказано, что данный подход является эффективным для решения задач большой размерности и имеет высокую скорость сходимости. С целью совершенствования организации функционирования транспортной системы Украины, разработан генетический алгоритм вариации организационных методов рационализации транспортного процесса и предложена модель перераспределения поездопотоков на сети МТК, которая учитывает возможность разгрузки технических станций на наиболее напряженных направлениях. Сформирована модель перераспределения пропускной способности в терминах сетей Петри, которая реализована на базе генетических алгоритмов и является основой для формирования СППР. В целях практической реализации сформированных моделей стратегического и тактического управления сетью МТК сформирована двухуровневая структура информационно-управляющей системы, в основу которой заложены требования интероперабельности при взаимодействии различных уровней управления поездопотоками стран-участниц перевозочного процесса. Предложенные модели оперативного управления поездопотоками международных транспортных коридоров с точки зрения информационного оформления предусматривают совместимость протоколов с Техническими спецификациями прикладных программных обеспечений для грузовых перевозок - TAF TSI. Эффективность предложенных мероприятий подтверждается расчетом совокупного экономический эффект от развития интероперабельности сети МТК. EN: The thesis is dedicated to solving scientific task of improving the network of international transport corridors (ITC) based on the requirements of interoperability. As a result of solution of the problem a process of development of ITC’s network interoperability at the strategical level of planning in a dynamic model that includes an integral indicator of cost estimation and system limitations, which reflects the condition of continuity and development of the freight traffic, allowing for the difference from existing approaches to determine the implementation sequence of the set of measures in space and time basing on their lifecycles for the whole network of transport corridors has been formalized. To find the optimal strategy of interoperability development across the ITC’s network the evolutionary mathematical model based on genetic algorithm with permutative encoding. In order to improve the functioning of transport system of Ukraine, the genetic algorithm variation methods of transport process rationalization was developed and a model of redistribution of train traffic to the ITC’s network, which takes into account the possibility of technical stations’s workload reduction at the most tense spans was offered. A model of redistribution of capacity in terms of Petri nets, which is implemented on the genetic algorithm base s and is the basis for the formation of DSS was offered. To implement the formed models of strategical and tactical management of MTC network the two-tier structure of the ICS, which is based on the requirements of interoperability in the interaction of different levels of train traffic control of the countries-participants transportation process was formed. Also in this work the economical effect of implementing the proposed measures was estimated.