У четвертому розділі описана розроблена на основі результатів розділів 2 та 3 автоматизована система для ефективного за економічними критеріями використання вагонів власників країн СНД і Балтії. При цьому визначено і автоматизовано рішення ключової технологічної задачі: оцінки економічної доцільності використання іновагонів у попутному напрямку з урахуванням індивідуальних властивостей вагонів.
Основними функціями системи є:
- розрахунок часу руху від станції дислокації до станції навантаження;
- прогнозування терміну виходу іновагону з території України у випадках використання вагону під навантаження або здачі порожнім;
- розрахунок економічної ефективності від використання іновагону по даному маршруту;
- оптимальне планування під навантаження вагонів інвентарного парку і іновагонів, що знаходяться на полігоні залізниці.
Автоматизована система використовується для забезпечення автоматизованого контролю за термінами перебування та дислокацією іновагонів на полігоні залізниці і своєчасним поверненням цих вагонів з території України державам власникам.
ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі запропоновано вирішення проблеми економічно ефективного використання вантажного вагонного парку з урахуванням особливостей обліку і використання вагонів, запропоновано удосконалення процедур експлуатації вантажних вагонів за рахунок створення засобів математичного моделювання і аналітичних компонентів інформаційно-управляючих систем оперативного керування вагонопотоками на полігоні залізниць України.
Розроблені математичні моделі дозволяють вирішувати задачу оптимального розподілу під навантаження порожніх вагонів інвентарного парку та парку іновагонів з урахуванням специфічних для іновагонів витрат. При цьому для прогнозування необхідних для вирішення задачі часових характеристик запропонований комплекс моделей, кожна з яких орієнтована на різний ступінь деталізації інформації про виконання процесу перевезень.
Основні наукові результати полягають в наступному:
1. Виконані з використанням даних повагонного моніторингу процесу перевезень дослідження стохастичних властивостей вагонопотоків довели суттєві відмінності характеристик вагонопотоків для різних категорій вагонного парку. Різниця для таких параметрів експлуатації, як час обробки, для окремих станцій досягає 20-35%. Встановлена також нестаціонарність часових параметрів експлуатації вагонів іноземних власників на полігоні УЗ. Зазначені особливості визначили необхідність подальшого удосконалення методик і автоматизованих систем експлуатації вагонних парків.
2. Удосконалено модель і метод оптимального планування вантажних перевезень на мережі залізниць, застосування якого дозволяє підвищити економічну ефективність використання парку порожніх іновагонів шляхом їх раціонального призначення під навантаження та отримати для окремих варіантів перевезень економічний ефект до 10%. Розроблений метод дозволяє врахувати пропускну спроможність станцій та підвищити ефективність автоматизованого планування за рахунок виключення циклічного характеру розв’язання задачі планування і істотного скорочення розмірності транспортної задачі.
3. Для прогнозування параметрів руху вагонопотоків з урахуванням структурних властивостей планів формування отримав розвиток ГЕРТ-метод, який використовує нечіткі моделі характеристик руху вагонопотоків. Застосування методу дозволило підвищити точність прогнозу і розширити сферу застосування ГЕРТ-планування.
4. У зв’язку із значною складністю побудови моделі процесів перевезень на полігоні запропоновано метод управління на основі нечітких продукцій. Для формування бази знань удосконалено метод автоматизованої побудови нечітких часових параметрів моделей процесу перевезень, що дозволяє при плануванні ураховувати поточну ситуацію на полігоні.
5. Для визначення термінів економічно ефективної експлуатації іновагонів розроблено об’єктно-орієнтовану конвеєрну модель, яка використовує дані про вагонопотоки на границях полігонів і дозволяє прогнозувати показники руху вагонів при мінімальній інформації. Універсальність моделі дозволяє в якості полігона розглядати залізниці, дирекції, інше.
6. Розроблено і упроваджено в дослідну експлуатацію АРМ працівників служби стеження за іновагонами Головного управління перевезень Укрзалізниці, який використовує запропоновані математичні моделі аналізу і прогнозування параметрів вагонопотоків. АРМ дозволяє використовувати вагонний парк іноземних власників за показниками економічної ефективності. Розроблені моделі і методи планування перевезень та прогнозування об'ємних і часових характеристик вагонопотоків можуть бути використані і для вирішення задач управління вагонопотоками інвентарного парку, операторів перевезень та інших категорій вагонного парку, які мають особливості використання.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Андрющенко В.А. Автоматизированное управление эксплуатацией вагонов собственников стран СНГ и Балтии на полигоне дороги // Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В.Лазаряна. – Вип.. 17, Дніпропетровськ, 2007, с. 7-9.
2. Скалозуб В.В., Андрющенко В.О., Солтисюк О.В. Моделювання процесів оптимального планування вантажних перевезень вагонними парками різних форм власності // Системні технології, №1 – Дніпропетровськ, 2007, с.138-150.
3. Андрющенко В.А. Иерархическая кластеризация расплывчатых множеств в задачах математического моделирования систем // Математичне моделювання, №1 – Дніпродзержинськ, ДДТУ, 2000, с.54-57.
4. В. А. Андрющенко, В. В. Великодный, В. В. Скалозуб, С. Ю. Цейтлин. Прогнозирование показателей движения вагонов иностранных собственников на основе нечетких моделей исходных данных.// Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна. – Вып. 1, 2003, с.84-90.
5. Скалозуб В.В., Андрющенко В.А., Долженков А.А. Моделирование процесса перевозок для экономической оценки эффективности использования иновагонов на полигоне железных дорог Украины // Транспорт: Збірник наукових праць, вып. 8, – Дніпропетровськ, 2001, с.145-149.
6. Скалозуб В.В., Цейтлин С.Ю., Великодный В.В., Андрющенко В.А., Доманская Г.А., Зеленский Ю.В. Объектно-ориентированные модели стохастических нестационарных потоков в транспортных сетях // Системні технології, №3 – Дніпропетровськ, 2001, с.141-150.
7. Долженков А.А., Скалозуб В.В., Цейтлин С.Ю., Андрющенко В.А. Прогнозирование сроков доставки грузов на основе анализа данных о процессах железнодорожных перевозок методами искусственного интеллекта // Транспорт: Збірник наукових праць, вып. 5, – Дніпропетровськ, Наука і освіта, 2000, с. 66-71.
8. Андрющенко В.А., Землянов В.Б., Михайлова В.А., Скалозуб В.В. Экспертно-имитационное моделирование в информационных системах управления инженерными и технологическими объектами // Математичне моделювання, №3 – Дніпродзержинськ, ДДТУ, 1998, с.22-26.
АНОТАЦІЯ
Андрющенко В.О. Удосконалення процесів експлуатації вагонних парків з урахуванням особливостей їх обліку і використання. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.20 – експлуатація та ремонт засобів транспорту; Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені акад. В.Лазаряна; Дніпропетровськ, 2008 р.
Дисертація присвячена підвищенню економічної ефективності використання вантажного вагонного парку з урахуванням особливостей обліку і використання вагонів, зокрема вагонів власності країн СНД і Балтії. З цією метою запропонований метод оптимального планування перевезень з використанням іновагонів і вагонів інвентарного парку, що ураховує технологічні і економічні особливості експлуатації вагонних парків. Для прогнозування параметрів руху вагонопотоків з урахуванням плану формування удосконалено ГЕРТ-метод аналізу потоків у мережах за рахунок використання як статистичних, так і нечітких представлень даних. Для автоматизації системи управління вагонними парками розроблено методи побудови баз знань про процеси перевезень у формі нечітких правил продукцій. Запропоновані моделі і методи використані в автоматизованій системі оперативного прийняття рішень про попутне навантаження іновагонів.
Ключові слова: стохастичні властивості вагонопотоків, прогнозування часових параметрів перевезень, оптимальне планування перевезень, нечітке представлення даних, база знань.
АННОТАЦИЯ
Андрющенко В.А. Усовершенствование процессов эксплуатации вагонных парков с учетом особенностей их учета и использования. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.20 – эксплуатация и ремонт средств транспорта; Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени акад. В.Лазаряна; Днепропетровск, 2008 г.
Диссертация посвящена повышению экономической эффективности использования грузового вагонного парка с учетом особенностей использования вагонов, в том числе вагонов собственности стран СНГ и Балтии. Целью работы является усовершенствование процедур эксплуатации грузовых вагонов за счет создания средств математического моделирования и аналитических компонентов информационно-управляющих систем оперативного управления вагонопотоками на полигоне Укрзализныци. Для этого на основании данных мониторинга процесса грузовых перевозок выполнен анализ особенностей параметров движения вагонопотоков для различных категорий вагонного парка. В процессе анализа установлены существенные отличия характеристик вагонопотоков для различных категорий вагонного парка, а также нестационарность временных параметров эксплуатации вагонов иностранных собственников на полигоне Укрзализныци, что обусловило необходимость дальнейшего усовершенствования методик и автоматизированных систем эксплуатации вагонных парков. Предложен метод оптимального распределения под погрузку порожних вагонов инвентарного парка и парка иновагонов, который учитывает технологические и экономические особенности эксплуатации вагонных парков разных категорий. Разработанный метод позволяет учесть пропускную способность станций и повысить эффективность автоматизированного планирования за счет исключения циклического характера решения задачи планирования и сокращения размерности транспортной задачи. При этом для прогнозирования необходимых для решения задачи временных характеристик предложен комплекс моделей, каждая их которых ориентирована на различную степень детализации информации о выполнении процесса перевозок. Для прогнозирования временных параметров движения вагонопотоков с учетом плана формирования получил развитие ГЕРТ-метод, использующий нечеткие модели характеристик движения вагонопотоков. Применение метода позволило повысить точность прогноза и расширить сферу применения ГЕРТ-планирования. Для определения сроков экономически эффективной эксплуатации иновагонов на полигоне Укрзализныци предложена конвейерная модель, которая использует данные наблюдений на границах полигонов и позволяет прогнозировать показатели движения при минимальной информации. Универсальность модели позволяет в качестве полигона рассматривать дороги, дирекции и т.п. Для адаптации модели к меняющимся условиям перевозок предложен метод управления на основе нечетких продукций. Для автоматизации формирования базы знаний усовершенствован метод автоматического построения нечетких временных параметров моделей процесса перевозок, что позволяет при планировании учитывать текущую ситуацию на полигоне. Предложенные модели и методы использованы в автоматизированной системе оперативного принятия решений о попутной погрузке иновагонов для использования вагонного парка в соответствии с показателями экономической эффективности. Разработанные модели и методы планирования перевозок и прогнозирования объемных и временных характеристик вагонопотоков могут быть использованы и для решения задач управления вагонопотоками инвентарного парка, операторов перевозок и прочих категорий вагонного парка, которые имеют особенности учета и использования.
Ключевые слова: стохастические свойства вагонопотоков, прогнозирование временных параметров перевозок, оптимальное планирование перевозок, нечеткое представление данных, база знаний.
SUMMARY
AndryuschenkoW.A. Improvement of the processes of operating the rolling stock taking into account the special features of their calculation and use. – Manuscript.
The dissertation on competition of a scientific degree of candidate of engineering science on a speciality 05.22.20 – exploitation and repair of transport means; The National University of Railway Transport; Dnipropetrovs’k, 2008
Thesis is dedicated to an increase in the effectiveness in the use of freight railroad cars. Is for this purpose proposed the method for the optimum planning of transportation with the use of foreign owners cars and railroad cars of inventory park, which considers the technological and economic special features of the rolling stockoperation. For predicting the time parameters of motion the model of flow graphs with the fuzzy arcs is developed and the method of convoluting the graph in the equivalent arc is proposed. For the adaptation of model to the changing conditions of transportation the methods of constructing the knowledge base and search for the solution, when messages and conclusions of deduction rules are both the scalar or fuzzy values and fuzzy graphs are developed. The models and the methods are used in the automated system of operational making of decisions about the following loading of foreign owners cars.
Key words:predicting the time parameters of motion, optimum planning of transportation, fuzzy presentation of data, knowledge base.