Формування адаптивної технології приміських залізничних перевезень

Abstract

UA: Дисертацію присвячено вирішенню актуального питання удосконалення приміських пасажирських залізничних перевезень шляхом теоретичного обґрунтування можливості формування адаптивної технології на основі оперативного регулювання составів приміських поїздів на станціях обороту та визначенні оптимальних схем їх курсування в умовах функціонування інформаційно-керуючої системи сформованої на структурі розподіленої СППР. З цією метою в роботі розроблено комплекс моделей прогнозування пасажиропотоків, оперативного регулювання складів приміських поїздів та пошуку оптимальних схем їх курсування, що дозволяють формалізувати адаптивну технологію приміських перевезень та є основою побудови розподіленої системи підтримки прийняття рішень оперативного персоналу. Розроблені наступні моделі: модель оперативного прогнозування пасажиропотоків на основі нечітко-нейро-генетичного моделювання, що має властивості до самонавчання і забезпечує похибку не більше 4-5%; модель оперативного регулювання составів приміських поїздів на основі нейро-нечіткого моделювання, що визначає варіанти оперативно регулювальної роботи, та забезпечує похибку не більше 5%; модель пошуку оптимально напрямку прямування на основі нейро-нечіткого моделювання, що дозволяє визначити оптимальний напрямок відправлення поїзду зі станції, та забезпечує похибку не більше 5%; модель формування оптимальних схем курсування приміських поїздів на основі використання еволюційного моделювання, що дозволяє визначити оптимальні приміські маршрути у вузлі з мінімальними витратами на їх організацію, та забезпечує похибку не більше 6%. RU: Диссертация посвящена решению актуального вопроса усовершенствования пригородных пассажирских железнодорожных перевозок путем теоретического обоснования возможности формирования адаптивной технологии на основе оперативного регулирования составов пригородных поездов на станциях оборота, и определении оптимальных схем их курсирования в условиях функционирования информационно управляющей системы сформированной на структуре распределенной системы поддержки принятия решений. В соответствии с поставленными задачами в работе был изучен отечественный и заграничный опыт организации пригородных пассажирских перевозок а также проведен анализ существующей технологии организации работы пригородного сообщения на железных дорогах Украины. Изучены существующие информационные технологии действующие в секторе управления пригородным движением и научные разработки направленные на усовершенствование уровня его организации. Результаты исследований подтвердили неэффективность действующей технологии пригородных перевозок, связанную с низким уровнем использования вместимости пригородного подвижного состава, что подтверждают исследования технико-эксплуатационных показателей работы пригородного сообщения, в частности населенности пригородных поездов, уровень которой колеблется значительно ниже уровня рентабельности. С целью формирования адаптивной технологии в работе был разработан комплекс моделей прогнозирования пассажиропотоков, оперативного регулирования составов пригородных поездов и поиска оптимальных схем их курсирования, которые являются механизмом реализации гибкой адаптивной технологии, заложенным в основу распределенной СППР в виде двух уровней управления пригородным движением в качестве средств реализации технологического процесса в условиях оперативного регулирования. В основу первого уровня локальных станционных СППР на АРМ работников оперативных отделов станций были положены: модель оперативного прогнозирования пассажиропотоков на основе нечеткой логики, нейронных сетей и генетических алгоритмов, которая имеет способность к самообучению и обеспечивает погрешность не больше 4-5%; модель оперативного регулирования составов пригородных поездов на основе нейронных сетей и нечеткой логики, которая определяет вариант оперативно регулировочной работы в зависимости от ее объемов, и обеспечивает погрешность не больше 5%; модель поиска оптимального направления следования пригородного поезда на основе нейронных сетей и нечеткой логики, которая позволяет определить оптимальное направление дальнейшего отправления поезда со станции, обеспечивая погрешность моделирования не больше 5%. В основу второго управляющего уровня распределенной СППР на АРМ технологов технико-распорядительного отдела отделения управления пригородных перевозок положен сбор данных и комплексное согласование работы СППР первого уровня, а также разработка пригородных маршрутов в пределах узла или дирекции с использованием модели формирования оптимальных маршрутов пригородных поездов на основе эволюционного моделирования, которая позволяет формировать оптимальные пригородные маршруты в узле по минимальным суммарным затратам на станциях оборота и по пути следования, обеспечивая погрешность моделирования не больше 6%. Реализация разработанной адаптивной технологии позволяет повысить эффективность пригородных перевозок за счет улучшения использования вместимости подвижного состава и высвобождения малонаселенных секций в количестве до 10%, что дает возможность снизить эксплуатационные затраты. Внедрение в эксплуатацию предложенной распределенной СППР в качестве автоматизированной системы управления пригородными перевозками позволит автоматизировать технологические процессы и создать эффективную основу для дальнейшего усовершенствования технологии в условиях внедрения новых образцов подвижного состава. EN: The dissertation is devoted to the decision of actual problem of improvement of suburban passenger rail transportation by a theoretical substantiation of possibility of formation of adaptive technology on the basis of operative regulation of structures of suburban trains at turn stations, and definition of their optimum schemes of operation in the conditions of functioning is information operating system of the distributed system of support of decision-making generated on structure. With that end in view in work the complex of models of forecasting of volumes of passenger traffic, operative regulation of structures of suburban trains and search of their optimum movement schemes which allow to formalize adaptive technology of suburban transportations is developed and are a basis of construction of the distributed system of support of decision-making of operation personnel. Following models are developed: the model of operative forecasting of volumes of passenger traffic on the basis of is fuzzy-neuro-genetic modelling which has ability to self-training and provides an error of no more than 4-5 %; the model of operative regulation of structures of suburban trains on the basis of neuro-fuzzy modelling which defines a variant of operatively adjusting work, and provides an error no more than 5 %; The model of search of an optimum direction of following on the basis of neuro-fuzzy modelling which allows to define an optimum direction of departure of a train from station, and provides an error no more than 5 %; the model of formation of optimum movement schemes of suburban trains on the basis of use of evolutionary modelling which allows to define optimum suburban routes in knot with the minimum expenses for them the organisation, and provides an error no more than 6 %.