Введение к работе
Актуальность темы. В теории эксплуатации железных дорог одно из центральных мест занимает проблема организации вагонопотоков в поезда и ее конкретное выражение - план формирования поездов. Именно в нем устанавливают наиболее рациональный порядок следования вагонопотоков по направлениям железнодорожной сети для обеспечения устойчивого положения ОАО «РЖД» на рынке конкурентных транспортных услуг.
Существенное влияние на соответствие плана формирования поездов реальным условиям работы железных дорог оказывает объективно существующая неравномерность вагонопотоков. Неравномерность вагонопотоков, как правило, учитывается путем использования коэффициентов неравномерности, условно увеличивающих объем работы, что при спаде потока и неизменной технологии приводит к снижению эффективности перевозочного процесса. Расчетные параметры плана формирования поездов определяются на основе средних значений, не в полной мере характеризующих реальный характер поездообразования. Поэтому организация вагонопотоков представляется детерминированной системой, и переход от одного состояния системы к другому при изменении расчетных параметров осуществляется посредством плановых и оперативных корректировок плана формирования. Тем не менее, признается сильное влияние неравномерности вагонопотоков на основные расчетные параметры плана формирования поездов - затраты на накопление составов и экономии от проследования вагонами технических станций без переработки.
В настоящее время в «Едином сетевом технологическом процессе»
(далее - ЕСТП) предусматривается переход от сложившейся системы
организации вагонопотоков к ежемесячной разработке адаптивного плана
формирования поездов на основе имеющейся грузовой базы. В качестве
расчетных используются средние месячные значения, путем изменения
которых план формирования поездов адаптируется к изменениям объемов
работы. Использование средних значений нормативов плана
формирования поездов в процессе его расчета является существенным упрощением реальной задачи организации вагонопотоков, поскольку любое изменение набора входных данных может повлечь за собой существенную перестройку существующего плана формирования. Неравномерность вагонопотоков, и переменный характер расчетных
параметров плана формирования должны учитываться заранее в процессе расчета.
Таким образом, существует необходимость в разработке метода адаптации плана формирования поездов к суточной неравномерности вагонопотоков и изменениям расчетных параметров, что позволит оценивать границы неравномерности вагонопотоков и находить рациональные варианты корректировок плана формирования уже на этапе расчета. Кроме того, в течение месяца необходим непрерывный контроль за изменением динамики колебаний вагонопотоков с целью перехода на найденный вариант корректировки назначений.
Целью исследования является разработка метода адаптации плана формирования поездов к суточным колебаниям вагонопотоков. Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
провести анализ колебаний вагонопотоков отдельных назначений плана формирования поездов методами математической статистики и выбрать наиболее подходящий математический аппарат для их описания.
разработать метод отражения переменного характера вагонопотоков и технико-экономических нормативов плана формирования поездов при его расчете и нахождения наиболее возможных вариантов плана формирования на расчетный период.
разработать систему принятия решений на основе прогноза посуточных значений вагонопотоков для корректировок плана формирования поездов для оперативных работников, ответственных за выполнение плана формирования поездов.
определить технико-экономическую эффективность от реализации предлагаемого метода.
Объектом исследования является система организации вагонопотоков в условиях их неравномерности.
Предметом исследования являются основные расчетные нормативы плана формирования поездов - значения вагонопотоков, затраты на накопление составов поездов и экономия от проследования вагонами технической станции без переработки.
В основу исследования положены методы математической статистики, теории вероятностей, теории нечетких множеств, нечеткой логики, искусственных нейронных сетей.
Научная новизна диссертации. Предложен новый подход к определению расчетных значений вагонопотоков плана формирования
поездов. Разработан метод отражения неравномерности основных нормативов плана формирования поездов при его расчете. Спроектирована система принятия решений на основе прогноза для корректировки назначений плана формирования.
Практическая значимость диссертации. Предлагаемый метод позволит на практике повысить качество управления вагонопотоками и осуществить переход от управления вагонопотоками «по факту» к управлению «упреждающему», включающему в себя предвидение ситуации и выработку управляющих решений заранее.
Реализация диссертационного исследования. Результаты исследований используются в лекционном курсе «Управление эксплуатационной работой и качеством перевозок» для специальности 190701 «Организация перевозок и управление на транспорте (железнодорожном)». Отдельные положения разработанной в диссертации СПР использованы в НИР «Модель поддержки принятия решений поездного диспетчера при организации движения поездов» в рамках гранта ПГУПС для научно-исследовательских студенческих коллективов.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и получили одобрение на научно-технических конференциях ПГУПС «Шаг в будущее», «Транспорт: проблемы, идеи, перспективы» (Санкт-Петербург, 2009, 2013 гг.), первой и третьей научно-технических конференциях «Интеллектуальные системы на транспорте» (Санкт-Петербург, 2011, 2013 гг.), международной научно-технической конференции «Транспорт России: проблемы и перспективы» (Санкт-Петербург, 2013 г.), а также на научно-технических семинарах кафедры «Управление эксплуатационной работой» ПГУПС в 2009-2013 гг.
Публикации, объем и структура диссертации. По теме диссертации опубликовано 7 работ; из них в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, - 3. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка использованных источников из 125 наименований и 3 приложений. Содержит 141 страницу машинописного текста, включая 55 рисунков, 15 таблиц.
