Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ .-.-
L АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
1.1. Задачи и значение АСУ грузовой станцией в системе управления железнодорожным транспортом Л
1.2. Характеристика объемов работы и потоков информации на грузовых станциях как объектах управления /-3
Г.З. Анализ научных трудов, посвященных оперативному управлению работой грузовой станции
Г.4. Использование ЭВМ в грузовой работе железных дорог за рубежом 2І
Z. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАБОТЫ ГРУЗОВОЙ СТАНЦИИ, КАК ИЕРАРХИЧЕСКОЙ МНОГОУРОВНЕВОЙ СИСТЕМЫ 38
2.1. Описание работы грузовой станции 3S
2.2. Использование теории многоуровневой иерархической системы для описания характера управления работой грузовой станции
2.3. Описание иерархической структуры управления работой грузовой станции
2.4. Исходные понятия в описании работы грузовой станции ^ как многоуровневой иерархической системы .
2.5. Агрегирование модели управления работой грузовой станции .
2.6. Описание функционирования двухуровневой системы SO
2.7. Декомпозиция иерархической системы управления работой грузовой станции
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ГРУЗОВЫХ СТАНЦИЙ 66
3.1. Общие положения 66 "»
3.2. Структура модели грузовой станции & 7
3.3. Описание моделей работы грузовой станции . 7 В.
3.4. Математическое описание моделей 73
3.5. Расчет значений относительных приоритетов при выборе очередности обслуживания грузовых фронтов . °'
3.6. Определение оптимальных рандомизированных приоритетов "3
4. РЕШЕНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИИ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ГРУЗОВОЙ СТАНЦИИ . 97
4.1. Решение задачи планирования работы маневрового локомотива '
4.2. Распределение порожних вагонов по грузовым фронтам .
4.3. Распределение груженых вагонов по грузовым фронтам . W
5. ОРГАНИЗАЦИЯ ВЕРХНЕГО УРОВНЯ УПРАВЛЕНИЯ . /#2
5.1. Общие положения 447
5.2. Система сбора и накопления информации . М&
5.3. Алгоритмы решения задач в ИСС -fi-6
5.4. Организация базы данных для оперативного управления работой грузовой станции .../
5.5. Общий принцип создания и использования базы данных . /Я2
5.6. Описание структуры массивов базы данных в памяти ЭВМ '"
5.7. Описание программных модулей входных сообщений . t°5
6. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОПТИМАЛЬНОГО ПЛАНА РАБОТЫ ГРУЗОВОЙ СТАНЦИИ 2.°7
6.1. Общие положения --. ' . 207
6.2. Определение информационных параметров взаимодействия подсистем грузовой станции 2б&
6.3. Координация системы управления грузовой станцией 2Zty
6.4. Алгоритм расчета оптимального плана работы грузовой станции Z2 Я
7. ОЦЕНКА ЗАГРУЗКИ ПЕРСОНАЛА В ОПЕРАТИВНОЙ РАБОТЕ СТАНЦИИ Z36\
7.1. Функции человека-оператора в АСУ грузовой станцией.. 2 36,
7.2. Основные характеристики человека-оператора .^ . ^^
7.3. Принципы описания деятельности человека-оператора . Zv
7.4. Оценка загруженности работников грузовой станции . 2.4^5"
8. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ АСУ ГРУЗОВОЙ СТАНЦИЕЙ В СИСТЕМЕ АСУЖГ 25$~
8.1. Роль и место АСУРС в совершенствовании работы транспорта 2.55.
8.2. Роль АСУГС в разработке методов планирования и управления работой крупных транспортных узлов . 2.SS
8.3. Методика расчета перспективного внедрения АСУ на грузовых станциях сети железных дорог РФ 2.66
8.4. Оценка экономической эффективности предлагаемой системы оперативного управления работой грузовой станции Z?r
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ г-Zi
ПРИЛОЖЕНИЕ № I ^93
ПРИЛОЖЕНИЕ № 2 »235
ПРИЛОЖЕНИЕ № 3 23S
ПРИЛОЖЕНИЕ 14 " 20І
ПРИЛОЖЕНИЕ № 5 ' Зоб
ПРИЛОЖЕНИЕ »6 503
ПРИЛОЖЕНИЕ № 7 3-#
Введение к работе
Железнодорожный транспорт одна из важнейших, ключевых отраслей экономики народного хозяйства - это объединяющее , связующее звено экономики .
В условиях перевода экономики страны на регулируемые рыночные отношения и внедрения на железнодорожном транспорте принципов полного хозрасчета, самоокупаемости и самофинансирования необходимо по новому взглянуть на основную задачу транспорта, выявлять и учитывать все затраты в процессе перевозок грузов .
Выдвинутый ранее тезис о своевременном, качественном и полном удовлетворении потребностей народного хозяйства и населения в перевозках , повышения экономической эффективности его работы в настоящее время подкрепляется материальной заинтересованностью всех сторон и становится определяющим для финансового благополучия отрасли.
Решение этих вопросов позволяет сделать вывод о необходимости изменения стратегии организации перевозок грузов, выработки новых эксплуатационных принципов организации транспортного процесса , требований к технологии работы и системе управления .
В этих условиях огромное внимание должно уделяться техническому перевооружению материальной базы железных дорог , совершенствованию технологии их работы .
Железные дороги располагают мощным производственным и кадровым потенциалом. Главная задача состоит в том , чтобы использовать его эффективно , что возможно только на основе повышения темпов и эффективности развития экономики на базе ус коревия научно-технического прогресса технического перевооружения и реконструкции производства, интенсивности использования созданного производственного потенциала, совершенствования системы управления, хозяйственного механизма. / 2 /.
Ускорение научно-технического прогресса это основной рычаг интенсификации производства во всех звеньях сложного железнодорожного хозяйства. Общесоюзные, отраслевые и целевые научно-технические программы включают большой перечень задач и проблем, требующих решения на железнодорожном транспорте. Решение и внедрение этих задач в жизнь позволит поднять экономическое, техническое и технологическое обеспечение перевозочного процесса на новый более высокий уровень.
Ускорение научно-технического прогресса, рост эффективности производства неотделимы от качества обслуживания, соблюдения четкого ритма работы транспортного конвейера. Решение этой проблемы , в первую очередь, должно предусматривать совершенствование системы оперативного управления и технологии работы пунктов зарождения и погашения грузопотоков и потоков информации о грузах - грузовых станций.
Качественное улучшение работы железнодорожного транспорта основывается на ускорении внедрения новой техники, прогрессивной технологии и автоматизированных систем управления (АСУ) перевозочным процессом, работой подразделений железнодорожного транспорта, и тем самым обеспечение выполнения государственного плана перевозок.
В сложившихся условиях работы железнодорожного транспорта для организации всей эксплуатационной работы, оперативного планирования требуется наличие своевременной и точной информации о размещении и состоянии вагонов, локомотивов, состоянии объектов и технических средств, сведений о ходе погрузки i и выгрузки и т.д. с целью своевременного осуществления управляющих воздействий.
Вместе с тем, необходима оптимизация производственных планов и нори работы: планов перевозок, технических норы эксплуатационной работы, плана формирования и графика движения поездов, оперативных планов и других плановых и нормативных документов с тем, чтобы максимально использовать резервы технических средств железных дорог.
Все это требует применения экономико-математических методов и алгоритмов, позволяющих находить оптимальные решения на основе современных электронно- вычислительных машин (ЭВМ) и средств передачи и обработки информации.
Наибольший эффект применение ЭВМ дает не в виде автономных машин, решающих отдельные не связанные между сооой задачи, а в составе АСУ, обеспечивающих автоматизированный сбор и обработку информации, неооходимой для оптимизации процесса управления. Такие системы являются человеко-машинными, в них человек взаимодействует с машиной в режиме диалога и принимает в соответствии с рекомендациями, выдаваемыми ЭВМ, окончательные решения.
Рассматривая актуальность поставленных задач по созданию АСУ на транспорте, Министерство путей сообщения утвердило техническое задание на комплексную автоматизированную систему управления железнодорожным транспортом.
Создание автоматизированной системы управления железнодорожным транспортом ( АСУЖТ) является составной функциональной подсистемой CTAC. АСУЖТ включает в себя 19 функциональных подсистем и иерархически является трехуровневой системой, предусматривающей уровни МНС, дороги, узла I станции).
Бходлщио в АСУЮ подсистемы сами представляют собой доволь но сложные многоуровневые системы, включающие несколько функциональных субподсистем. В частности, система АСУМ включает: систему автоматизации коммерческих операций - АСКО; автоматизированную систему управления контейнерами - АСУ "Контейнер"; автоматизированную систему управления грузовой станцией - АСУГ.
Оптимальное планирование и управление развитием такой многоотраслевой иерархической системы представляет собой чрезвычайно сложную задачу. Решению этой проблемы в целом для АСУЖТ было посвящено проведенное в ЦНИИ ШС комплексное исследование управляемой системы и системы управления, в результате которого были разработаны "Основные положения генеральной схемы развития АСУЖТ". Разработка генеральной схемы велась на основе анализа отечественного я зарубежного опыта использования ЭВМ на железных дорогах, с учетом тенденций и перспектив развития технических средств АСУ и ресурсных ограничений.
Путем сравнения ориентировочных оценок эффективности решения различных задач по подсистемам, степени проработанности алгоритмов, учитывая важность подсистем и задач, связанных с перевозочным процессом-, были выявлены подсистемы, группы задач и отдельные задачи АСУЖТ и распределены на очереди внедрения.
Создание системы АСУЖТ заключается, таким образом, в постепенном наращивании новых функций и задач в соответствии с намеченным планом.
Формирование общего направления развития АСУЖТ в Основных положениях не исключает, а, наоборот, предполагает разработку эффективных путей развития частных подсистем, поскольку в пределах общих рекомендаций невозможно учесть специфику-развития каждой конкретной подсистемы и ее задач.
В настоящее время на очереди стоят вопросы рационального внедрения АСУ грузовой и коммерческой работы на нижнем уровне управления - грузовых станциях. Для грузовой станции, в рамках общесистемного исследования, выявлен перечень и осуществлена формализованная постановка ряда оптимизационных задач текущего планирования и рутинных операций, учета грузов на складах и подъездных путях и других, которые полностью или частично могут быть реализованы для ооеспечения оптимального управления грузовыми станциями. Поэтому особую актуальность приобретают вопросы оптимизации оперативного управления работой грузовой станции на основе создания единой системы, посредством которой различные теории в решении отдельных задач сравниваются, противопоставляются и взаимно дополняют друг друга.
Создание системы оперативного управления, функционирующей в реальном масштабе времени, требует разработки информационно- справочной системы и средств общения человека с машиной.
Вопросам эффективного построения систем управления на разных уровнях уделяется большое внимание такими транспортными организациями, как : ШИП, ВШШТ , ПИИТ , ЛШИІ , РИСИ, ПКТБ АСНТ и другими.
Следует отметить, что в настоящее время нет единой методической основы комплексного решения проблемы оптимального управления работой грузовой станцией как сложной системы.
В связи с этим, целью диссертационной работы является разработка теоретических основ построения системы оптимального оперативного управления работой грузовой станции.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе формируется концепция системного подхода к описанию, анализу и синтезу сложной системы грузовой станции на основе математических методов теории многоуровневых иерархических систем.
При рассмотрении локальных подсистем управления, выделенных в результате агрегирования и декомпозиции, используются методы комбинаторного анализа, математического программирования, теории графов и другие методы исследования операций, позволяющие оптимизировать работу погрузочно-разгрузочных машин, локомотивов, технической и товарной контор, грузовых складов и автотранспорта.
Особое внимание уделено разработке верхнего уровня управления, который представляет человеко-машинную систему принятия решений.
Принципиально новым научным направлением в предлагаемой диссертационной работе является создание теоретических основ описания функционирования грузовой станции как сложной системы, решения комплекса задач оперативного управления на основе экономико-математических методов, построение алгоритма оптимального плана работы грузовой станции, разработка общих принципов построения человеко-машинной диалоговой системы оперативного планирования на основе интегрированной обработки информации в банке данных, определение роли и места АСУ ГС в работе транспорта и расчет перспективного внедрения АСУ на грузовых станциях сети железных дорог.
