Содержание к диссертации
Введение
Раздел 1. Анализ условий функционирования автоматизированной системы управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте в оперативном режиме. Постановка проблемы 6
Глава 1. Предмет исследования 6
1.1. Состав информационной системы б
1.2. Возмущающие воздействия 10
1.3. Схема взаимодействий в системе оперативного управления перевозочным процессом 11
Глава 2. Отечественный и зарубежный опыт разработки управляющих систем для оперативного руководства перевозочным процессом на железнодорожном транспорте .' 15
2.1. Организация оперативного управления перевозочным процессом в период до внедрения вычислительной техники, новых средств информационного обеспечения и автоматизированных комплексов : : 75 "
2.2. Переход к новым технологиям управления на отечественных железных дорогах. Развитие информационных технологий 19
2.3. Центры управления перевозками и информационные технологии за рубежом .29
Глава 3. Теоретические исследования в области создания управляющих систем оперативного управления перевозочным процессом 39
3.1. Общетеоретические предпосылки 39
3.2. Исследования для железнодорожного транспорта 42
Глава 4. Постановка проблемы 50
Раздел II. Технологические и экономические условия 57
Построения и развития системы аисо 57
Глава 5. Выбор иерархической структуры построения Управляющего устройства системы аисо 57
5.7. Переход от дорожных к региональным центрам управления при структурной
Реформе железнодорожного транспорта 57
5.2. Экономическая оценка укрупнения регионов оперативного управления при создании регионов 62
5.3. Выбор регионов оперативного управления па основе технологического критерия 70
Глава 6. Развитие функционального состава и введение дополнительных требований к устойчивому и эффективному функционированию системы аисо 83
6.1. Определение и классификация новых функций оперативного управления 83
6.2. Дополнительные требования к устойчивому и эффективному функционированию системы аисо в современных условиях 86
Глава 7. Формализация взаимосвязей, определяющих выработку операторов в управляющем устройстве 102
7.1. Взаимосвязи в структуре оперативного 102
І управления і 102
7.2. Целевая функция оперативного управления 770
Раздел III. Интегрированное управление функционированием Системы аисо 117
Глава 8. Интегрированная структура диспетчерского управления 117
8.1. Диспетчерское обеспечение комплексного выполнения функций оперативного управления 117
8.2. Принцип резервирования в работе диспетчеров 135
8.3. Иерархические диспетчерские структуры сетевого и дорожного (регионального) центров управления 144
Глава 9. Подсистема контроля и анализа выполнения оперативных планов (оскар-м) 154
9.1. Технологическое содержание подсистемы оскар-м, информационное обеспечение 154
9.2. Основные принципы структурных, технологически и программных решений при построении подсистемы оскар-м 170
9.3. Управление по отклонениям 202
9.4. Автоматизированное управление технологическими процессами доставки грузов на примерах обращения замкнутых кольцевых маршрутов с лесными грузами и маршрутов по доставке сырья в адрес металлургического комбината.. 215
Глава 10. Проблема развития аисо ...235
10.1. Общая постановка проблемы 235
10.2. Некоторые общие закономерности управляющих задач перевозочного процесса на э/селезнодороэюном транспорте 237
10.3. Особенности разработки управляющих задач первой и второй групп 243
10.4. Интегрированный комплекс математических моделей аисо-п 254
10.5. Классификация арм в диспетчерских центрах управления 262
10.6. Выбор интеграционного комтіекса моделей на примере решения задачи оперативного управления поездной работой сетевого направления 270
Глава 11. Теоретические основы разработки характеристик центров управления перевозочным процессом 278
11.1. Постановка вопроса. Виды характеристик 278
11.2. Определение значений характеристик функционирования диспетчерских центров управления 281
Глава 12. Внедрение результатов исследований и их технико-экономическая эффективность 289
12.1. Внедрение результатов исследований 289
12.2. Технико-экономическая эффективность внедрения результатов исследования 293
12.3. Оценка влияния изменения комплексных качественных показателей использования подвижного состава на расходы 302
12.4. Результаты расчетов по оценке эффекта 308
Заключение. Общие выводы 312
Список использованной литературы
- Схема взаимодействий в системе оперативного управления перевозочным процессом
- Исследования для железнодорожного транспорта
- Экономическая оценка укрупнения регионов оперативного управления при создании регионов
- Дополнительные требования к устойчивому и эффективному функционированию системы аисо в современных условиях
Введение к работе
Актуальность исследования. Железнодорожный транспорт является основным звеном транспортного комплекса России при годовом отправлении -более 1,3 млрд. тонн грузов и перевозке более 1,3 млрд. пассажиров.
В современных рыночных условиях общая структура «железнодорожный транспорт» организационно разделена на множество самостоятельно управляемых компаний-собственников подвижного состава и инфраструктурных объектов, основной и крупнейшей из которых является ОАО «Российские железные дороги» (ОАО «РЖД»), выступающее в .роли общенациональной транспортной компании. Поэтому так важно достижение высокого уровня управления ее работой.
Перевозочный процесс - это основной вид деятельности ОАО «РЖД». График движения и план формирования поездов, месячные технические нормы, технологические процессы работы объектов инфраструктуры определяют технологию перевозок. При оперативном управлении, являющемся одной из наиболее сложных функций перевозочного процесса, требуется в режиме реального времени (при суточном планировании) обеспечивать выполнение заданий по управляемым параметрам - объемам погрузки и выгрузки, передаче вагонов по стыковым пунктам и другим. В диссертации рассматривается система оперативного управления перевозками на сетевом и дорожном (региональном) уровнях.
Отметим, что перевозочный процесс организуется на сети протяженностью 85,5 тыс. км, на которой одновременно в движении находится множество управляемых объектов - более 3 тыс. грузовых поездов, сотни тысяч вагонов, тысячи локомотивов и локомотивных бригад. Их функционирование обеспечивают: 4,7 тыс. станций (в том числе около 1 тыс. крупных), взаимодействующих с 20-ю тысячами подъездных путей; сотни локомотивных и вагонных депо, дистанций пути, сигнализации и связи и другие структуры. Необходимо в условиях ограниченных ресурсов и значительных возмущающих воздействий обеспечить единое управление перевозочным процессом, поскольку сбой в одном месте сети может негативно влиять на работу участков, направлений и целых регионов.
Создание и организация работы автоматизированной системы управления перевозочным процессом в оперативном режиме (АИСО) основываются на использовании в качестве управляющих устройств иерархически структурированных диспетчерских центров управления. Эти взаимоувязанные центры имеют мощное техническое, информационное и программное обеспечение, крупнейшие базы и системы передачи данных, сотни автоматизированных рабочих мест диспетчеров (АРМ)..
Обеспечение эффективного функционирования и развития таких диспетчерских центров в качестве управляющих устройств системы АИСО является одной из важнейших и актуальных задач ОАО «РЖД».
Объектом исследовании являются информационные системы диспетчерских центров управления, где организуется выполнение перевозочного процесса в оперативном режиме работы ОАО «РЖД».
Целью исследования является - теоретическое обоснование принципов построения, функционирования и развития автоматизированной системы управления перевозочным процессом в оперативном режиме (АИСО) с разработкой практических решений по обеспечению эффективной работы ее управляющих устройств - диспетчерских центров ОАО «РЖД» на сетевом и дорожном (региональном) уровнях.
Методика исследования основана на положениях теории управления большими производственными системами, методах исследования операций, теории множеств, теории графов, теории надежности и математической статистики. Использованы достижения информатики с учетом экономических принципов организации производства.
Научная новизна основных положений диссертации, выносимых на защиту, заключается в том, что: - впервые в теории и практике организации оперативного управления перевозочным процессом железнодорожного транспорта использованы принципы, характерные для систем АСУ ТП отраслевого уровня, что позволило установить логически четкие взаимосвязи в сложной иерархической управляющей структуре ОАО «РЖД» и построить эффективную автоматизированную систему управления перевозочным процессом в оперативном режиме (АИСО);
- разработаны: структура АИСО (включающая управляемые объекты, управляющие устройства, исполнительные органы и систему обратной связи), основные положения функционирования и развития системы;
- в условиях структурной реформы ОАО «РЖД» для иерархии диспетчерских центров сетевого и дорожного уровней, на основе нового технологического критерия и методики привязки полигонов сети к регионам разработаны варианты перехода к региональной структуре управления; определены дополнительные, соответствующие современным требованиям, положения обеспечения эффективной и устойчивой работы АИСО иа основе: включения в контур диспетчерского управления подмножества новых функций - по выполнению договорных требований клиентуры на перевозки грузов, контролю состояния инфраструктуры и подвижного состава, взаимодействию с внешними системами; определения предельных размеров вагонного парка на полигонах управления, при которых могут устойчиво выполняться плановые нормативы; минимизации используемых ресурсов применительно к выполняемым функциям с учетом отношений предшествования;
- разработано формализованное описание взаимосвязей и возможных переходов состояний системы во времени; сформулирована целевая функция оперативного управления; разработана новая постановка задачи обеспечения заявок грузоотправителей погрузочными ресурсами с учетом динамики поступления и потребления ресурсов, отвечающая требованиям рыночной экономики; - обоснована интегрированная диспетчерская структура для выполнения традиционных и новых функций с делением диспетчеров на две группы - первая, когда необходим коллективный мониторинг перевозочного процесса и вторая -при выполнении локальных функций; предложена методика резервирования в работе диспетчеров с учетом их пиковой загрузки в отдельные периоды;
- впервые разработана подсистема автоматизации процесса слежения за текущим состоянием контролируемых параметров и их1 соответствия нормативам на основе использования: принципа активного пользовательского интерфейса, обоснованных времени реакции подсистемы и периода обновления шіформации, установленных видов статистических зависимостей изменения параметров в течение оперативного планового периода, организации взаимоувязанного функционирования табло коллективного пользования и АРМ с единым циклом принятия решений;
- определены направления дальнейшего совершенствования АИСО на основе существенного развитии математического и программного обеспечения системы; предложена матрица выбора целей для разработки математических моделей работы управляемых объектов и классификация таких моделей, позволяющая организовать их скоординированную разработку с выделением первоочередных работ;
разработаны теоретические основы определения характеристик диспетчерских центров, устанавливающих степень их приспособленности к выполнению функций оперативного управления.
Практическая значимость выполненных исследований:
- разработанная методологическая база позволила на принципах АСУ ТП отраслевого уровня создать автоматизированную систему управления перевозочным процессом в оперативном режиме (АИСО) с использованием в качестве управляющих устройств иерархически структурированных диспетчерских центров ОАО «РЖД»;
- на сетевом и дорожном уровнях практически осуществлен переход к интегрированному диспетчерскому оперативному управлению с учетом новых направлений деятельности — оперативного обеспечения функционирования элементов инфраструктуры, взаимодействия с внешней средой, решения специфических задач оперативного управления перевозочным процессом в условиях рыночной экономики;
- на основе разработанных положений внедрена подсистема слежения за текущим состоянием управляемых параметров (ОСКЛР-М) с использованием распределенных программно-технических комплексов в ЦУП и ДЦУГІ и реализацией функции активного пользовательского интерфейса;
- предложенный комплекс математических моделей элементов перевозочного процесса и порядок их разработки обеспечивают переход к наиболее эффективному решению имеющихся оптимизационных задач; - предложенная методика позволила начать реализацию в опытном режиме информационной системы оперативного управления для одного из сетевых направлений.
Достоверность и обоснованность научных положений подтверждаются тем, что полученные на базе проведенных исследований выводы стали основой построения системы управления перевозочным процессом в оперативном режиме, причем фактические показатели ее работы соответствуют полученным теоретическим результатам.
Реализация полученных результатов. Разработанные предложения по системе АИСО нашли практическое внедрение в департаменте управления перевозками ОАО «РЖД» и соответствующих службах железных дорог, в сетевом и дорожных диспетчерских центрах управления - ЦУП ОАО «РЖД» (до 2004 г. - ЦУП МПС), ДЦУП Северо-Кавказской, Северной, Куйбышевской, Октябрьской, Юго-Восточной, Южно-Уральской, Приволжской,
Дальневосточной и Московской железных дорог. Элементы системы внедряются и на остальных железных дорогах. Сдача в эксплуатацию конкретных систем подтверждена актами, утвержденными в 2000-2007 гг. руководителями ОАО «РЖД» (до 2004 г. — МПС) и железных дорог.
Апробация работы Полученные результаты рассматривались на: международной конференции «Совершенствование транспортного обслуживания перевозок грузов на основе внедрения информационных систем», перевозки-Инфо-2001, Москва, 2001 год;
- международной конференции Транстэк -2005, Санкт-Петербург, 2005 г;
- международной конференции «Современные тенденции развития средств управления на железнодорожном транспорте», Москва, 2006 г.;
- межведомственных конференциях «ТелекомТранс», Сочи, 2003 2005 rr.t 2008 г.;
- международных конференциях «Инфотранс», Санкт-Петербург 2002 2006 г., 2008 г.;
- технических советах департаментов перевозок и информатизации и связи ОАО «РЖД» (до 2004 г. - МПС России) в 2000-2008 годах;
- технических советах Северо-Кавказской, Северной, Куйбышевской, Южно-Уральской, Юго-Восточной, Дальневосточной, Октябрьской и Московской железных дорог в 2000-2008 годах.
Публикации. Список из 30 основных работ приведен в конце автореферата в том числе 8 работ в изданиях, рекомендованных ВАК для докторских диссертаций.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения; 12-ти глав (4 раздела), заключения, списка использованных источников. Общий текст включает 334 стр., 61 рис., 9 табл.
Схема взаимодействий в системе оперативного управления перевозочным процессом
Для автоматизации выполнения функций FrF4 используется управляющее устройство - иерархическая структура диспетчерских центров сетевого (ЦУП) и дорожного (ДЦУП) уровней. В таких центрах выполнение функций F1-F4 обеспечивают: программно-технические комплексы (ПТК) и штат диспетчеров и руководителей сетевого и дорожного уровней, ответственных за выполнение оперативной работы ОАО «РЖД» [122].
В диспетчерские центры поступает информация о фактических показателях X(t) работы системы, которые сравниваются с плановыми Х0 (t), для принятия управленческих решений. То есть рассматриваемая система представляет из себя систему с обратной связью. При этом в современных условиях роль человека в принятии управленческих решений весьма существенна.
Принимаемые управляющим устройством решения передаются для выдачи управляющих воздействий исполнительному органу (ИО), в качестве которого выступает совокупность технических и программных средств, а также оперативные работники отделений железных дорог, станций, депо и других структур, непосредственно обеспечивающих работу по продвижению поездов, вагонов и грузов. В состав ИО входят и руководители движения на диспетчерских участках - поездные диспетчеры независимо от расположения их рабочего места. ИО выдает управляющие воздействия осуществляется на основе принципа наличия общей цели функционирования всей системы. То есть, на уровне ИО выбираются рациональные пути выполнения выданного управляющего решения без изменения заданных параметров.
На работу системы оказывают влияние разнообразные возмущающие воздействия. Их источники находятся как внутри системы, так и в окружающей ее среде.
Возмущающие воздействия внутри системы (Wi) возникают, в основном, вследствие отказов технических средств и нарушений установленной технологии в различных подразделениях железных дорог (Wi.i), а также вследствие присущей железнодорожному транспорту посуточной неравномерности поездо- и вагонопотоков (Wi.2), вызывающей изменение" загрузки стационарных ресурсов - " станций, участков направлений. В условиях ограничений пропускной и перерабатывающей способности это может вызывать задержки поездо- и вагонопотоков.
Имеется несколько видов внешних возмущающих воздействий (W2). Наиболее существенно влияние нарушений технологии (и отказов) в работе систем, оперативно взаимодействующих с железнодорожным транспортом -морские порты; пограничные переходы; компании, владеющие подвижным составом; предприятия, осуществляющие погрузку и выгрузку грузов и т.п. (W2i). Например, несвоевременный подвод судов к морским портам, затруднения на пограничных переходах нередко вызывают существенные затруднения на примыкающих железнодорожных линиях. ОАО «РЖД» обязано выполнять государственные функции по осуществлению мобилизационных и специальных воинских перевозок, которые в некоторых случаях возникают неожиданно и должны выполняться с более высоким приоритетом, чем плановые перевозки. Возможность таких возмущающих воздействий (W2.2) необходимо учитывать при организации оперативной работы.
Третьим видом возмущающих воздействий выступают изменения природных и особенно погодных условий (W3). Как известно, работа железных дорог и взаимодействующих с ними структур при неблагоприятных погодных условиях может существенно нарушаться. Рассмотренные возмущающие воздействия W(Wb W2, W3) иногда могут быть предвидимыми и учитываться уже на стадии разработки оперативных планов. Так, в некоторых случаях прогнозы погоды могут быть весьма точными и значения X0(t) могут уже включать в себя влияние изменения природных (погодных) условий, т.е. становятся одним из условий расчета оперативных плановых показателей.
Сигналы управления (управляющие решения) - и, вырабатываемые управляющим устройством, основываются на информации о значениях плановых (Х0) и измеренных значениях фактических показателей X(t) перевозочного процесса, а также информации о возмущающих воздействиях (W;), которые не могли быть учтены при выработке плановых показателей Х0, и описываются логической функцией [134]:
Исследования для железнодорожного транспорта
Необходимо также ввести условие, что в любой группе должна быть по крайней мере одна железная дорога. Для решения целевой функции предложен эвристический алгоритм оптимизации, в котором применены методы, апробированные в работе [102]: На рис. 5.1 представлена основная блок-схема поиска эффективного разбиения сети на группы железных дорог (регионы).
Блок 1 представляет собой начальную инициализацию. Здесь задаются: матрица принадлежности железных дорог регионам а (первоначально обнулена); матрица связности (3 (размером N х N), которая в процессе расчетов не меняется; матрица погрузки по родам подвижного состава V+ по железным дорогам и матрица выгрузки по родам подвижного состава V" по железным дорогам; таблица протяженности эксплуатационной длины линий железных дорог.
На основе матриц V+ и V" для каждой железной дороги рассчитываются величины их абсолютной суммы т; , разности г, и показатель оперативной управляемости р;. Задаются первоначальные ограничения, в качестве которых выступает эксплуатационная длина линий железных дорог, включаемых в один регион: Lmin Lpcr Lmax, где Lmjn -фактическая минимальная эксплуатационная длина линий железной дороги, Lmax — максимальная эксплуатационная длина линий, включаемых в один регион.
Блок 2 определяет итерацию (очередную) по передаче очередной железной дороги в соседний регион. В этом блоке определяется какая «свободная» железная дорога Dj присоединяется к группе железных дорог (региону) Gj, чтобы при этом было максимальное увеличение целевой функции Pcp.j — средневзвешенного показателя оперативной самоуправляемости для всех групп железных дорог, образующих сеть железных дорог.
Проверяется было ли увеличение целевой функции по сравнению с предыдущей итерацией. Увеличение целевой функции достигнуто, выбранная железная дорога вносится в соответствующую группу железных дорог (регион) в матрице {3 : a [DN ]= GM, где DN - номер железной дороги, GM - номер региона. Если в очередной итерации целевая функция не растет, то расчет заканчивается. На рис. 5.2 приведена детализация основной процедуры, многократно повторяющейся в блоке 2.
Предварительная проверка возможности объединения смежных железных дорог в регионы по указанному выше ограничению показала, что максимально могут объединяться не более 3-х железных дорог. Имеется одно исключение — блок 4-х восточных железных дорог (от Дальневосточной по Красноярскую), которые представляют собой практически линейную структуру и могут объединиться в один регион.
В блоке 2.1 (рис. 5.2) для очередной итерации фиксируется полученное на предыдущей итерации текущее максимальное значение целевой функции для сети железных дорог В блоках 2.2 и 2.3 осуществляется перебор возможных присоединений по всем железным дорогам и регионам для текущей дороги Dj. Эта процедура осуществляется следующим образом.,.-,.. Сначала осуществляется перебор всех возможных вариантов объединения любых двух железных дорог (с учетом матрицы связности)
Затем осуществляется перебор всех возможных вариантов объединения с включением в одну группу трех железных дорог: D!-D2 -D3, D, -D2-D4, D, -D2-D5 ...Di3-DM -D,5 / / Из всех CPJ по процедуре блоков 2.4-2.10 выбирается значение __ 2 тек. max СР-І . Такой вариант объединения принимается для дальнейших расчетов. На этом заканчивается первая итерация.
На очередной итерации аналогичным образом определяем какое очередное объединение железных дорог в группы (регионы) обеспечивает максимальное увеличение значения Pcp.j. Условия объединения железных дорог в группы рассматриваются в блоках 2.4-2.10, а именно: 2.4 если данная дорога D; еще не входит ни в один из регионов Gj и 2.5 дорога имеет общие стыки с текущим регионом G, и 2.6 количество Q дорог, входящих в регион Gj на данный момент еще не достигло максимума,
Экономическая оценка укрупнения регионов оперативного управления при создании регионов
Оперативный ход перевозочного процесса является многофункциональным, динамичным процессом, в котором осуществляются сильные взаимодействия по горизонтальным и вертикальным связям единой системы АИСО. Такие взаимодействия могут быть представлены в формализованном виде. Рассмотрим эти связи в системе АИСО при использовании в современных условиях дорожной структуры (они аналогичны и для региональной структуры).
Работа системы АИСО осуществляется в реальном масштабе времени. Имеются два характерных момента текущего времени. Это — время начала планируемых суток - t0 (для очередных суток - 18 часов московского времени для всей сети железных дорог) и моменты времени корректировки оперативных планов - tb t2 ...tk, (где k - число корректировок, обычно к=3) для учета фактических возмущающих воздействий W,.
При возникновении чрезвычайных ситуаций (например, крушения, аномальные природные условия) значение к может быть больше трех.
На рис. 7.1 условно представлены три смежные железные дороги Dj, D2, D3 как части общей системы АИСО. При этом надо учитывать, что обычно железные дороги взаимодействуют не с одной, а с несколькими железными дорогами.
Каждая смежная железная дорога интерпретируется как активная система, работа которой проходит во взаимодействии по горизонтальным связям с соседними железными дорогами в реальном масштабе времени. Выход из железной дороги Di является входом для железной дороги D2, задания для ДЦУП но перемещению вагоно- и поездопоюков на плановый период выход из железной дороги D2 является входом для железной дороги D3 и т.д. Верхний, сетевой уровень определяется для дорожного уровня таким образом, что его управляющие решения подлежат безусловному выполнению.
Процесс изменения состояния одной из частей системы АИСО, например железной дороги D2 во взаимодействии со смежными дорогами Di и D3 осуществляется под воздействием дорожного центра управления перевозочным процессом ДЦУП2, сетевого центра управления ЦУП, и возмущающих воздействий. Для формализованного представления функционирования агрегатов управления с учетом возмущающих воздействий формируются многомерные функционалы и операторы. " " Операторы формируются как математическая или имитационная модели работы железной дороги или модели работы полигона сети железных дорог. На основе входящей информации с использованием моделей вырабатываются управляющие воздействия (оперативные решения). Что касается возмущающих воздействий, то в расчет принимаются только те из них, которые могут быть учтены при принятии управляющих решений.
Управляющие решения на этапе планирования X0(t0) вырабатываются агрегатом ЦУП для каждого агрегата дорожного уровня ДЦУП на основе следующего функционала: ... - фактические значения показателей месячного технического плана (плановых параметров), достигнутые железной дорогой D к началу очередного периода планирования; хТП1,хтп2 значения показателей месячного технического плана; Хфі v хш1, Хф2 v хтп2,... - сравнение показателей месячного технического плана с их фактическими значениями, достигнутыми к началу очередного периода планирования; параметры, характеризующие техническое и технологическое состояние объектов полигона сети (ресурсов), определяющих условия работы железной дороги D; wri, wr2 ... - возмущающие воздействия на полигоне сети, определяющем работу железной дороги D, которые могут быть учтены при планировании, и требующие воздействия сетевого уровня управления; D (Угь Уг2 ) - многомерное состояние оперативной системы перевозочного процесса (управляемые объекты g-j) на полигоне сети, определяющего работу железной дороги D.
Поясним некоторые составляющие функционала (7.1).
В период t0 рассматриваются три значения для каждого контролируемого планового параметра: (хтпіХтп2 ...) задания технического плана, установленные на месяц, (Хфі, Хф2...) - фактически достигнутые железной дорогой значения по сумме прошедших с начала месяца суток, и (хоьХог,-.-) — задания технического плана, устанавливаемые на очередные сутки, на основе функционала (7.1). технологическое состояние ресурсов a-j (гл. 1). Например, при предоставлении технологических «окон» для ремонта объектов инфраструктуры может снижаться пропускная способность участков; на станциях периодически занимаются станционные пути для вагонов, отставляемых в запас (например, при накоплении вагонов для хлебных перевозок и др.), что может снижать перерабатывающую способность станций и т.п.
Параметры & , &л ... характеризуют состояние ресурсов не только на железной дороге D;, для которой разрабатывается план на очередные сутки, но и состояние ресурсов на полигоне сети всех железных дорог, определяющих работу железной дороги Dj. Причем это может относиться к достаточно удаленным железным дорогам от той, для которой разрабатывается план на очередные сутки. Например, планирование отправления маршрутов с углем на экспорт через порт Новороссийск с Западно-Сибирской железной дороги должно учитывать условия работы Северо-Кавказской железной дороги. В функционале (7.1) аналогично должны рассматриваться и другие составляющие
Дополнительные требования к устойчивому и эффективному функционированию системы аисо в современных условиях
Время отображения результатов Web-броузером на ПЭВМ пользователя t0TI, зависит от программно-технических характеристик компьютера пользователя. Специалистами в области математического и программного обеспечения вычислительных машин определены требования к характеристикам аппаратного и системного программного обеспечения подсистемы, которые обеспечивают значение t0Tn в пределах 2 сек. Например, для аппаратного обеспечения эти характеристики следующие: процессор Intel - 4 ед., жесткий диск 140 Гб - 4 ед., оперативная память
Основные затраты времени в выражении (9.3) связаны с обработкой запросов. Анализ показал, что при «простой» схеме последовательности прохождения каждого запроса через WeB-сервер и mainframe БД без предварительной подготовки информации по схеме:
ПЭВМ Web-сервер- mainframe БД Web-сервер -ПЭВМ ... (9.8) значение tpu может достигать нескольких минут (до 5-6 мин.), что неприемлемо по ограничению tpu 1,4 мин. Кроме того, эта схема имеет такие недостатки как: - существенные трудности в разработке новых выходных документов; - увеличение нагрузки на эталонную транзакционную СУБД; - затруднения в разработке новых форм и режимов подсистемы. Сокращение времени на обработку запросов пользователей в WeB сервере может быть достигнуто, в первую очередь, за счет заблаговременной подготовки информации со строгой ее ориентацией на различных пользователей (диспетчеров системы АИСО). Но в этом случае снижается оперативность представления информации, поскольку используются оперативные данные, заблаговременно переданные в WeB-сервер из БД. Поэтому потребовалось определить допустимый период времени обновления информации to6lI , а также разработать процедуры обработки запросов. Поясним это.
На рис. 9.16 представлена шкала времени работы WeB-сервера в течение расчетных суток (для железнодорожного транспорта - с 18 часов предыдущих до 18 часов текущих суток). Здесь tb t2, ... t; ... tk - время поступления информации из БД; tb tk - соответственно время первого и последнего поступления информации в течение расчетных суток.
Чем больше величина t0QH , тем больше отставание данных, поступающих в ПЭВМ от реального оперативного состояния системы АИСО, фиксируемого системами АСОУП и другими.
Допустимое отставание можно определить исходя из временного интервала корректировки нормируемых показателей при планировании оперативной работы. Для дорожного уровня такой интервал обычно составляет 4- -6 ч. Для сетевого уровня он может быть больше. Однако, поскольку внутрисменные корректировки дорожных оперативных планов должны утверждаться на сетевом уровне, рассматриваемый интервал должен составлять 4-6 ч и для сетевого уровня.
В этом случае надежности 0,95, характерной для расчетов в системах управления перевозочным процессом, соответствует интервал времени: (ti+i - ts ) = 4 (1-0,95) - 6 (1-0,95) = 0,2-0,3 ч.
На основании этого в подсистеме ОСКАР-М типовой период обновления информации принят равным 0,25 час. (15 мин.). Понятно, что это максимальное время опоздания информации, характерное для запросов, поступающих в конце периода to6ll.
Однако в конце суток, а именно с 15 ч до 18 ч, временной интервал планирования для некоторых показателей сокращается до 2-х часов или даже менее. Поэтому для показателей «прием и сдача поездов (вагонов) по стыковым междорожным пунктам», «погрузка» и «выгрузка» период обновления в конце суток г» должен сокращаться соответственно по периодам Таким образом, появляется возможность изменения «простой» схемы прохождения запросов (9.8) за счет заблаговременного выполнения части операций, связанных с обработкой запросов, которые требуют больших затрат времени. В результате сокращается время выполнения обработки запросов t03BC и 10зсбд- Это сокращение времени достигается за счет двух процедур: «Расчетные таблицы» и репликационные копии формируются в виде наиболее удобных для подготовки ответов на запросы. Использование предложенных решений обеспечило достижение времени значений їозьс + їозсбл 30 сек и в целом обеспечило выполнение установленных требований к величине tpu.
Имеется также незначительное количество запросов, для которых невозможно как создание «расчетных» таблиц, так и ведение «репликационных» копий таблиц из АСОУП-2. Это относится, например, к запросам, связанным с получением данных, которые используют информацию из технических паспортов вагонов, разрешенных регионах курсирования вагонов и т.п. В этом случае используется схема (9.8), однако, такие запросы единичны и, как правило, не относятся к сфере, на которую распространяются требования о предельном значении времени tpu.
Управление по отклонениям Логическая организация базы данных по отклонениям фактических значений показателей работы объекта управления от плановых Оценка отклонений фактических значений показателей работы объекта управления от плановых должна отражать: - величины отклонений; - значимость каждого показателя в процессе получения прибыли от перевозок; - взаимозависимость самих показателей.
Целесообразно организовать просмотр всех вариантов состояния системы показателей выполнения суточного плана (Z).
Для организации размещения информации о возможном состоянии системы показателей в некоторой базе данных воспользуемся терминологий и аппаратом теории множеств. Пусть Z - есть пространство состояний системы, в которых она может находиться, отображая процесс выполнения заданий по перевозкам. Его можно описать, как прямое произведение множеств Z;, есть оси пространства Z, каждая из которых сама представляет собой множество элементов zi - состояний системы ПО ОСИ Zj. Осями декартового произведения Z = Zi х Z2 х ... х Zn в физической интерпретации являются множества состояний объектов распределяемых подвижных и стационарных ресурсов: вагонов, вагонопотоков, поездопотоков, станций, диспетчерских участков и других Элементы Ъ\ є Z;
Похожие диссертации на Автоматизированная система управления перевозочным процессом железнодорожного транспорта в оперативном режиме : сетевой и региональный уровни
