CC BY
5
ISSN 2226-3780 INFORMATION AND CONTROL SYSTEMS
SYSTEMS AND CONTROL PROCESSES
УДК 656.025.2 Б01: 10.15587/2312-8372.2017.93197
Вдовиченко В. 0. АНАЛ1З ДЕСТАБ1Д1ЗУЮЧНХ ЧННННК1В
ВНУТР1ШНЬ01 СТАЛ0СТ1 М1СЬК0Г0 ГРОМАДСЬКОГО ПАСАЖНРСЬКОГО ТРАНСПОРТУ
Видыеш види I умови формування взаемного зв'язку та впливiв чиннитв дестабтзацп техно-логiчних процеск мкького громадського пасажирського транспорту. На основi ощнки тривалостi технологiчних операцш сформован характеристичны умови визначення станк об'ектiв мкького громадського пасажирського транспорту вiдносно розподыу ймовiрностi гх дестабтзащ. Представлен причино-наслiдковi зв'язки дестабтзацп мкького громадського пасажирського транспорту з позицш його внутршньог сталостi.
Илпчов1 слова: мкький громадський пасажирський транспорт, дестабтзащя технологiчних процеск, внутршня сталкть, зона ризику.
1. Вступ
Проблема забезпечення вщповщносп мкького громадського пасажирського транспорту (МГПТ) умовам сталого розвитку мкького середовища (МС) обумовлюеться рiвнем його стратепчно! значущосп та представляе актуальну наукову задачу, яка потребуе створення нових механiзмiв та форм забезпечення його реалiзащi [1, 2]. Актуальтсть проблеми формування уявлень про цшьову вщповщтсть МГПТ сталому розвитку МС обгрунтована необхщтстю здшснювати системне, комплексне дослщження його внут-рштх i зовшштх об'еклв i явищ на основi iнтеграцii окремих елеменпв i результатiв iх функцiонування в межах МС. Модель визначення системноi ефективносп МГПТ з позицiй забезпечення сталого розвитку МС, передбачае видшення принципових форм та закономiрностей формування умов його сталосп шляхом ощнки системноi критичностi впливу його на стан технолопчних середовищ. Сталий МГПТ це вщносно нова форма його розгляду, яка потребуе на основi видшення закономiрностей та пара-метрiв стану внутрiшнього та зовшшнього середовища, розробки основоположних понять та понятшного апарату сталостi МГПТ. Складовим етапом цього е дослщження його внутршнього середовища, форм представлення технолопчних процеав у структурi системних властивостей та аналiз причино-наслщкових зв'язюв iх формування.
2. Об'скт дослщження та його технолог1чний аудит
Стабшьшсть функцiонування МГПТ е необхiдною умовою формування його внутрiшньоi сталостi, яка у подальшому за умов зовшшнього стимулювання мо-же трансформуватися у його сталий розвиток з посль довним переходом до стадн саморозвитку. Стащонарш процеси МГПТ в умовах випадкового характеру змши вхiдних параметрiв характеризуються 1х властивостями забезпечувати в чаа сталiсть математичного очiкування та дисперсн ресурсно-результативних показникiв його функщонування. При дослiдженнi внутрiшньоi сталостi
МГПТ необхщним е проведення процедури видшення чинниюв 1х впливу, оцiнки ризиюв змiни стану МГПТ та проведення аналiзу 1х системностi, повноти та взае-мопов'язаностi. Проблема аналiзу чинниюв впливу на стащонаршсть МГПТ пояснюеться складнiстю опису взаемодii його внутршшх i зовнiшнiх елементiв, потребуе проведення аналиичних та експериментальних дослщжень. У зв'язку з тим, що на практицi важко вра-хувати одночасний вплив вах чинникiв, стащонаршсть МГПТ можна представити у виглядi функцп причино-наслiдковоi залежностi, яка описуеться характеристиками основних параметрiв технолопчного процесу. Видiлення основних чинникiв з усiеi дослiджуваноi сукупностi може бути здшснено кiлькiсним аналiзом ступеня впливу того чи шшого чинника на величину його сталосп.
Об'ектом дослВження виступае функщонування МГПТ. Важливою характеристикою функщонування МГПТ е чинники дестабтзацп технолопчних процейв. Отримання даних про 1х види, причини виникнення та рiвень дозволяе видiлити причино-наслiдковi зв'язки формування внутрш-ньо' сталостi МГПТ. Ця iнформацiя е необхiдною для визначення його стану, ощнки рiвня достатносп заходiв, спрямованих на забезпечення вщповщного рiвня сталостi та мiнiмiзацii ресурсiв, що витрачаються на виршення завдань якiсного транспортного обслуговування, у т. ч. для обгрунтування прюритепв розподiлу транспортних ресурсiв метасистеми МС мiж 11 учасниками. Дослiдження сталосп МГПТ в умовах метасистеми МС мае недостатнш рiвень вивчення i до сьогоднiшнього часу представлене лише у загальних рисах. За таких умов видшення чинниюв дестабтзацп е актуальною задачею, яка в значнш мiрi залежить вщ видшення обласп и аналiзу та забез-печуе спрямовання на правильну орiентацiю напряму дослiдження шляхом систематизацп та розподшу 1х за групами формування.
3. Мета та задач1 дослщження
Аналiз дестабтзуючих чинникiв МГПТ мае своею метою визначення причино-наслщкових зв'язкiв виник-
нення технологiчних ризикiв у його внутрiшньому функ-щональному середовищi.
Для досягнення поставлено! мети потрiбно вирiшити наступнi задачi:
1. Видшити види i умови формування взаемного зв'язку та впливу чинниюв дестабiлiзацii МГПТ.
2. Сформувати характеристичш умови визначення станiв об'ектiв МГПТ вщносно 1х розподiлу ймовiрностi 1х дестабiлiзацi'i.
4. Дослщження кнупчих ршень проблеми
Формування сталого розвитку МС в значнш мiрi залежить вщ впливу мiського транспорту, результативнi параметри якого мають рiзний за направлешстю характер [3]: негативний та позитивний. Негативш результати роботи МГПТ полягають у тому, що вш поряд з шди-вiдуальним та вантажним транспортом вносить значну вагу у еколопчне забруднення мшького простору та стае джерелом виникнення дорожньо! аваршност! Позитивнi наслiдки роботи МГПТ полягають у забезпеченш мо-бшьносп мiського населення, яка е системоутворючим чинником розвитку i реалiзацii потенщалу економiчного, соцiального та суспiльного середовища мiста.
У сучасних роботах [4-6], присвячених дослвдженню сталостi мiського транспорту, акцентуеться увага на реалiзацii техшчних заходiв щодо зниження негативних наслвдюв його роботи (використання альтернативних транспортних засобiв, удосконалення технiчних засобiв управлшня дорожнiм рухом i т. п.). Недолжом такого пiдходу е його технолопчна обмеженiсть. В умовах шертносп процесу переходу на альтернативш види па-лива та обмеженост ресурсних можливостей розвитку вулично-дорожньо! шфраструктури мiст потрiбнi альтер-нативнi форми забезпечення сталосп, якi можуть бути реалiзованi при мiнiмальному рiвнi втручань в шфра-структурну та техшчну складову МГПТ. До таких форм вщноситься внутрiшня сталiсть МГПТ, яка досягаеться шляхом забезпечення сервшно-ресурсно! ефективност його технологiчних процесiв [7]. Умовою 11 забезпечення е стабШзащя технологiчних процесiв МГПТ, яка представляеться у виглядi координацп технологiчноi взаемодп його структурних елементiв.
1снуючи методи координацп технологiчних процесiв МГПТ при оргашзацп взаемодп на елементах тран-спортно'1 системи мiста реалiзуються:
- на основi облiку стохастичностi руху [8];
- кiлькостi пересадок пасажирiв [9];
- на основi облжу перiодiв можливо'1 пересадки
пасажирiв [10];
- на основi багатокритерiально'i ощнки [11].
Загальним недолiком iснуючих пiдходiв до коорди-
нацii е те, що вони не мктять аналiз джерел i форм виникнення дестабтзацп процесiв, а використовують в якост складового елемента цiльовоi функцп лише констатащю фактичних параметрiв роботи МГПТ. Така форма забезпечення ефективносп може бути використана при виршент задач локально! органiзацii роботи МГПТ i мае суттеву П обмеженiсть вiдносно застосування при формуваннi стратегiчних ршень щодо забезпечення його сталого розвитку в умовах великих складних систем.
Спроби формування моделей забезпечення стабЫзацп роботи МГПТ через системний аналiз 1х формування представлеш в роботах [12-15]. Вони базуються на виборi
альтернативного варiанту дiй спрямованих на лiквiдацiю наслщюв дестабiлiзацii. Так у роботi [13] представлений алгоритм формування управлшських дш при виникненнi збо!в внаслiдок блокування шляху маршруту МГПТ. Пошук виршення задачi розблокування роботи маршруту реалiзуеться через оцiнку альтернативних варiантiв об^зду на основi видiленого критерш ефективностi. Не-долiком цих методiв е 1х спецiалiзацiя лише на окремих видах елеменпв маршруту та вщсутшсть можливостi управлiння джерелами виникнення збо!в.
Враховуючи вказанi недолiки кнуючих пiдходiв вини-кае необхiднiсть проведення дослщження спрямованого на аналiз умов реалiзацii технологiчних процесiв МГПТ з позицп представлення 1х в якост джерела формування внутрiшньоi сталост МГПТ. Запропонований пiдхiд вiдрiзняеться вщ iснуючих своею орiентацiею на пошук технолопчних рiшень формування сталого стану, що в умовах ресурсних обмежень е реальною формою забезпечення тдвищення його ефективностi.
5. Методи дослщження
Всi методи аналiзу дестабiлiзуючих чинникiв можна подiлити на три види:
- апостерюрний (аналiз експериментальних даних);
- апрiорний (аналiз суджень, висловлювань експертiв);
- байесовський (синтез експериментальних та те-оретичних даних).
Дослщження чинниюв дестабтзацшного впливу на стащонартсть МГПТ в умовах розгляду метасистеми МС доцшьно проводити з використанням останнього методу. Така форма дозволяе провести багаторiвневий аналiз 1х впливу як за рахунок аналiзу реальних елемен-тарних процесiв, так i аналiтичних дослiджень в межах його зовшшнього середовища.
Аналiз чинникiв дестабЫзацп МГПТ передбачае процедуру, до складу яко'1 входять наступнi етапи:
- видшення областi аналiзу;
- щентифжащя дестабiлiзуючих чинникiв та 1х час-тотний аналiз;
- щентифжащя небезпечних станiв МГПТ та 1х час-тотний аналiз;
- щентифжащя наслiдкiв дестабiлiзуючих чинникiв та 1х частотний аналiз;
- формалiзацiя ризиюв виникнення дестабiлiзуючих чинникiв.
Технологiчнi процеси МГПТ реалiзуються в межах вщповщних внутрiшнiх та зовнiшнiх просторiв та в значнш мiрi впливають на формування рiвня його сталос-тi [15]. Вiдповiдно до багаторiвневого представлення МГПТ в якостi област технологiчних процесiв можна видiлити наступи його структурно-просторовi елементи:
- маршрутна мережа (ММ);
- пасажирська транспортна шфраструктура (ПТ1);
- вулично-дорожня мережа (ВДМ) мкта. Стабiлiзацiя МГПТ, яка е вагомою складовою забезпечення його внутршньо! сталост в умовах визначе-них областей дослiдження, характеризуеться наступними параметрами:
- транспортним попитом споживчо! тдсистеми;
- ресурсними можливостями обслуговуючо! пiд-системи;
- ресурсними можливостями тдсистеми забезпе-чення;
J
- оргашзовашстю функцiональних процесiв обслу-говуючо! пiдсистеми.
Дестабiлiзацiя стану МГПТ вщбуваеться в результатi дГ1 зовшшшх та внутрiшнiх чинникiв впливу, яю призво-дять до втрати його стащонарносп шляхом порушення стабiльностi його технолопчних процесiв. Характеристика чинниюв дестабiлiзацii МГПТ наведена в табл. 1.
Таблиця 1
Характеристика чиннитв дестабш1заци м1ського громадського пасажирського транспорту
Чинники Характеристика
Кшьшсна недостат-н1сть ресурав Абсолютна недостатшсть компоненпв для забез-печення функцшнальних потреб МГПТ
Якiсна недостатшсть ресурав Невщповщшсть параметр1в пристро!'в, споруд, за-соб1в вимогам технолопчних потреб МГПТ
Структурна недоско-нал1сть Невщповщшсть умов технолопчних процесш МГПТ необхщшй сукупност1 та мехашзмам !х управлшня
Конфлшт Ситуац1я взасмного оч1кування зв1льнення ре-сурс1в для виконання елементами МГПТ сво!'х технолопчних процесш
Дефект Некоректне (одноразове або регулярне) виконання елементами МГПТ сво!'х функцшнальних завдань
Збш Тимчасове порушення д1сздатност1 елементш МГПТ
В1дмова Порушення д1сздатност1 елемента МГПТ, яке при-зводить до неможливосп виконання сво!'х функ-ц1ональних завдань
Неп1дконтрольн1 зов-н1шн1 явища Ситуацц раптового порушення функц1й елеменпв МГПТ, якi вимагають втручання зовшшшх резерв-них можливостей та систем управлшня
Кшьюсна недостатшсть pecypciB
Якiсна недостатнiсть pecypciB + '
Структурна недосконалють Нeпiдконтpольнi зовнiшнi явища
Конфлiкт
Дефект
Збiй
Вiдмова
Дестабтзащя МГПТ
Рис. 1. ВзаЕмозв'язок 1 взавмовплив чиннитв дестабшзаци м1ського громадського пасажирського транспорту
На основi визначення областей i груп чинниюв пред-ставляеться можливiсть проведення факторного аналiзу, який дозволив видшити структурну схему дестабiлiзацii МГПТ (рис. 2).
Взаемозв'язок i взаемовплив чинникiв дестабтза-цГ1 МГПТ мае системну природу формування, яка по-яснюеться 1х структурною штегращею в загальному середовищi. Важливим етапом дослщження чинникiв дестабiлiзацii МГПТ е видшення послiдовностi формування и стану через закономiрностi 1х розвитку. Схема взаемозв'язку i взаемовпливу чинниюв дестабтзацп МГПТ наведена на рис. 1.
Рис. 2. Структурна схема дестабш1заци м1ського громадського пасажирського транспорту
Поди, яю можуть викликати дестабiлiзацiю МГПТ, називаються загрозою. Можлишсть виникнення загроз ви-значаеться наявнiстю та специфiчними яюсними власти-востями мiсць та критичних ресурсних зон у структурi внутршнього та зовнiшнього середовища МГПТ, його оргатзацшною структурою i топологiею, рiвнем орга-нiзацii та управлiння взаемодп. Класифiкацiя загроз та 1х наслщюв для методологiчних рiвнiв розгляду МГПТ у структурi МС представленi в табл. 2.
Для ощнки ризику настання дестабтзуючих подiй необхiдно формалiзувати можливiсть виникнення цих подiй та надати оцшку 1х негативних наслщюв. Ризик дестабтзацп МГПТ - це можливкть виникнення конф-лiктноi ситуацп, яка може призвести до дефекту, збою або вщмови його технолопчних процеав. Пiд час оцiнки ризику дестабтзацп МГПТ необхiдно встановити абсо-лютнi або вiдноснi можливi негативш наслiдки, рiвень яких визначае його внутршню сталiсть. Визначення зон ризику дестабтзацп може бути проведено вихо-дячи з категорiй i характеру 1х впливу. У вiдповiдностi до основ теорп ризику можна видшити наступш зони: безризикова, допустимого ризику, критичного ризику, катастрофiчного ризику.
Таблиця 2
Наслщки загроз дестабшзацц мшького грамадськага пасажирського транспорту
Загроза Наслщки загроз за рiвнями
Маршрутна мережа МГПТ МГПТ М1ська транспортна система Мшьке середовище
Дисбаланс пропозици Зниження якосп транспортного обслуговування пасажирiв Зменшення резервiв внутрiшнiх ресурав МГПТ Зростання навантаження на транспортну 1нфраструктуру через пошук альтернативних вар1ант1в реал1зацИ пересувань Збiльшення еколопч-ного навантаження на мiське середовище, погiршення сощального рiвня, зниження якостi життя населення
Ресурсний дефщит МГПТ Дефекти транспортного обслуговування пасаж^в Зниження потенщалу МГПТ
Дискоординац1я взас-моди елемент1в МГПТ Дефекти руху транспортних засобгв Зниження продуктивно™ МГПТ Зниження р1вня оргашзова-ност1 м1ського транспортно!' системи
Зниження швидкiсного режиму руху Збо'1 у роботi окремих елементiв МГПТ Змiна режим1в функцшнування МГПТ
Безризикова зона вiдповiдаe умовам вiдсутностi ви-никнення загроз настання негативних дестабШзуючих подiй. Зона допустимого ризику ввдповщае прийнято-му рiвню, при якому можуть виникати дефекти, що не призводять до переходу !х у стан збо!в та вiдмов. Зона критичного ризику характеризуемся переходом стану елементiв МГПТ до збо!в, при яких виникае тимчасове порушення !х роботи. Зона катастрофiчно-го ризику вiдображае стан ввдмови елементiв МГПТ i характеризуеться тривалою неможливiстю виконання процесiв. Представлення про зони ризику дестабШзацн дае крива змши ймовiрностi, яка у типовому виглядi мае вигляд, наведений на рис. 3.
На рис. 3 точкою 1 позначений рiвень мь шмально! ймовiрностi дестабiлiзацii МГПТ, який забезпечуеться за рахунок достатньо! наявност резервiв ресурсiв МГПТ, що вщ-повiдають умовам його повно! внутрiшньоi сталостi з позицiй ресурсно-результатив-них параметрiв. Точка 3 вщображае максимальну межу ймовiрностi дестабiлiзацii стану МГПТ, що вщповвдае початку зони катастрофiчного ризику, в якiй рiвень резервiв ресурсiв МГПТ нижче критичного рiвня. Точка переходу ймовiрностi з допустимо! зони до критично! позначена цифрою 2 i характеризуе ймовiрнiсть ви-никнення збо!в у робот елементiв МГПТ. Значення величин ймовiрностi у вказаних точках е достатньою умовою для обгрунтування допустимого ризику деста-бiлiзацii i подальшо! ощнки його впливу на сталiсть МГПТ. Аналiз криво! формування ймовiрностi деста-бiлiзацii МГПТ дозволяе зробити висновок, що показ-ники рiвня резервних можливостей е визначальними при формуванш характеру Г! криво!. Побудова криво'! ймовiрностi виникнення дестабiлiзуючих чинниюв е основною задачею прикладних дослвджень !х ризикiв i може бути реалiзована статистичними, експертними, розрахунково-аналiтичними або експериментальними способами.
Pdm
де RR(хп) - рiвень ресурсних резервiв п-го рiвня МС в точщ х; RRnc - граничний рiвень ресурсних резервiв п-го рiвня МС.
Ощнка ймовiрностi ризику дестабiлiзацii проводиться на основi розрахунку сташв технологiчних процесiв, що вiдбуваються в межах елеменпв внутрiшнього се-редовища МГПТ (маршрути та об'екти пасажирсько! транспортно! iнфраструктури) та зовнiшнього (елементи ВДМ мкта). Стан процесiв можна описати за допомогою теорп масового обслуговування. Для цього представимо стани процеав в межах окремого об'екту на маршрут у виглядi графу сташв (рис. 4).
Рис. 4. Граф можливих сташв □б'скпв гадсистеми забезпечення технолопчних проце™
Представлений Марювський ланцюг вiдображае характер змши сташв об'екпв та дозволяе оцшити рiвень !х дестабiлiзацi!. Об'ект може знаходитися в одному з п'яти сташв:
- Srf - стащонарний (без конфлжту);
- Srl - конфлжт;
- Srp - дефект;
- Src - збiй;
- Srs - вiдмова.
Перехiд системи мiж станами у напрямку попршен-ня (дестабiлiзацi!) мае вид:
Srf ^ Srl ^ Srp ^ Src
rs
i вiдбуваеться пiд дiею простiших потокiв з iнтенсивнiстю X ф , ХГ1 _р , Хр_гс , Хгс_„ , якi характеризуются штенсив-нiстю прибуття транспортних засобiв пiд обслуговування та вiдображають технолопчш умови формування вщпо-вiдних рiвнiв дестабiлiзацii.
Перехщ системи у напрямку стабтзацп:
Pdm
' Зона катастро-фiчного ризику Зона критичного ризику Зона допустимого ризику Безризикова зона
,3
Л
1
S' rs ^ S rc ^ S rp ^ Srl
■Sf
RRrS
RRrc
RRrp
RRm
RR
Рис. 3. Типова крива розподшу йм^рносп дестабшзаци мшького громадського пасажирського транспорту
У процесi прийняття ршень про допустимiсть ризику дестабЫзацп важливим е видiлення меж зон ризику. В умовах забезпечення внутршньо! сталост МГПТ важливим е визначення гранично! ймовiрностi переходу у зону критичного ризику. Виходячи з показниюв ризику та критерт його граничност можна сформувати загальш умови внутрiшньоi сталостi МГПТ з позицш забезпечення стацiонарностi його процеав:
RR( xn ) > RRZ
(1)
досягаеться потоками обслуговування
№П_гс , №ГС_ТР , №тр_Н, №Г1_Ф , як вЩобража-
ються рiвнем ресурсних можливостей об'екпв та характеризують умови !х стабiлiзацi!. Перебування об'ектiв у тому чи шшому станi мае ймовiрностей характер. Показники Рф, Рг1, Ргр, Ргс, Р^ показують ймовiрнiсть знаходження у перiод часу t об'екту у вiдповiдних станах: Srf, Srl, Srp, Src, Srs та вщображае рiвень його дестабiлiзацii. Вщповщно до характеристики чинникiв дестабь лiзацii, наведених у табл. 1, можна визначити наступну вщповвдшсть станiв МГПТ станам прийнятим у теорп масового обслуговування:
- Srf - канал обслуговування вшьний;
- Srl - канал обслуговування зайнятий, але черга вщсутня;
- Srp - канал обслуговування зайнятий, у черзi одне замовлення;
- Src - канал обслуговування зайнятий, у черзi k за-мовлень;
1
1С
0
- Srs - канал обслуговування зайнятий, вся черга
зайнята.
Представлена постановка задачi за cboïm принципом вщповщае одноканальнш системi масового обслуговування з обмеженням черги. У такш постановщ простiшiй потiк може бути представлений у виглядi загального потоку Xaf, а потiк обслуговування - |isf. Спiввiдношення мiж потоками замовлення та обслуговування вщобра-жають можливi стани елементiв МГПТ та визначають рiвень ïx завантаження.
Для ощнки переходу мiж станами необxiдно видь лити умови ïx визначення. Така процедура може бути виконана з використанням нечи^ лопки, яка передба-чае видiлення функцiй приналежностi для вщповвдних умов формування дестабiлiзацiйниx чинниюв. Роздiлення функцп на кластери передбачае визначення верxньоï та нижньоï меж^ в яких функцiя приналежностi займае едине значення. На основi аналiзу впливу ймовiрностi дестабiлiзацiï МГПТ ввд рiвня резервних ресурсних можливостей можна видшити наявнiсть характерного зв'язку мiж функцiею приналежностi термам стану об'екпв та його значенням. В якост критерiю формування функцп приналежносп термам стану об'ектiв виступае час обслуговування в них маршрутних транспортних засобiв. В xодi виникнення дестабiлiзуючиx чинникiв вщбува-ються процеси, як призводять до зростання тривалост обслуговування транспортних засобiв в об'ектах МГПТ. До об'екпв вiдносяться: зупиночш пункти, перегони маршрутiв, якi проходять по дшянках ВДМ та пере-хрестя вулиць. Оцiнка вiдповiдностi умовам стабт-зацiï проводиться на основi облiку часу ïx фактичноï тривалост з подальшим наданням порiвняльноï ощнки вщповщно еталонного (стацiонарного) стану. При вшьних умовах реалiзацiï теxнологiчниx процеав забезпечуеть-ся мiнiмальний час ïx тривалостi. За умов виникнення конфлжпв i подальшого переходу до стану дефекту та збою вiдбуваеться збшьшення часу обслуговування. При виникненнi ввдмови взагалi час обслуговування перевищуе тривалкть розрахункового перiоду. Виходя-чи з цього можна записати наступш умови визначення стану елеменпв МГПТ вщносно тривалостi в них тех-нолопчних операцiй:
STf = ^ Тч,
j=i
(3)
де т. - тривалiсть теxнологiчниx операцiй в межах i-го об'екту, год.
Верхня межа граничного часу обслуговування при конфлжтному сташ:
STri, ,
j=i j=i
(4)
де At. - тривалiсть непродуктивних простоïв при вико-наннi теxнологiчниx операщй в межах i-го об'екту, год.
Таблиця 3
Характеристичш умови визначення сташв об'скпв пiдсист9ми забазпачання технолопчних проце™
Стан Ресурснi умови Граничний час обслуго-вування
Стацшнарний Вiдсутнiй вплив на умови використання ресурсiв, резерви ресурив приймають макси-мальне значення Визначасться за вшьних умов (без непродуктивних простив)
К□нфлiкт Резерви ресурсш наближують-ся до нульового значення, але залучення додаткових ресурав не п□трiбне Не перевищус допустиме вщхилення, яке потребус додаткових ресурсш
Дефект Не□бхiдне залучення додаткових внутршшх ресурсiв для компенсаци дефекпв обслу-говування Непродуктивний простш знаходиться в межах за-д□вiльн□г□ сприйняття пасажирами
Зб1й Не□бхiднi значнi обсяги ком-пенсацiйних внутршшх та зов-ншшх ресурсiв Час обслуговування не перевищус тривалiсть розрахункового перi□ду
Вщмова Система втрачас свою струк-турну цiлiснiсть, для шдтримки ïï дiсздатн□стi п□трiбнi змши функцi□нальн□г□ середовища Час обслуговування пе-ревищус тривалiсть розрахункового перi□ду
Загальна допустима тривалiсть непродуктивних про-стоïв визначаеться виходячи з резервних можливостей ресурав та ïx питомих витрат на компенсащю дефекпв:
STri < STf ^ SEi = Sf,
STrfi < st < STrll STri < STr < STr
> SE, = Sri, SF = S
rpi r '-'-'-■i '-'rpi
STm < STn < STr,
STrc, < STr, ^ SF; = Srs,
Zat. =
j=i
RRki ' PRki
r
(5)
(2)
де SEi - стан ]-го об'екту; STr. - фактичний час обслуговування, год.; STrf. - граничний час обслуговування при стащонарному сташ, год.; STrl¡ - граничний час обслуговування при конфлжтному сташ, год.; STrp. - граничний час обслуговування при сташ дефектному, год.; STrc. -граничний час обслуговування при сташ збою, год.
Граничний час обслуговування при рiзних станах визначае умовну межу переходу об'екта мiж його станами. Така умова представлення критерш визначення стану елеменпв дозволяе сформувати характеристичш умови !х визначення (табл. 3).
Верхня межа граничного часу обслуговування при стащонарному сташ залежить вщ тривалост сукупност технолопчних операцiй:
де RRk. - резерв 1-го ресурсу в межах i-го об'екту; PRk. -питома вага резерву 1-го ресурсу в межах i-го об'екту; AR^ - питома вага витрат резерву 1-го ресурсу в межах i-го об'екту на компенсащю конфлжтного стану.
Враховуючи те, що МГПТ е соцiально-економiчною системою, для визначення прийнятого рiвня тривалост обслуговування може бути використана шкала бажаност Харршгтона, яка передбачае зв'язок безрозмiрноï функцïï вiдклику з рiвнем бажаностi [16]. Вiдповiдно до шка-ли переходу мiнiмально приемним рiвнем очiкування е рiвень, який ввдповвдае значенню функцiï вiдклику 0,37. Максимальний рiвень функцiï вiдклику дорiвнюе 1 i вщповвдае максимальному рiвню бажаност! В умо-вах обслуговування МГПТ можна зробити припущен-ня, що такий рiвень вiдповiдае умовам стацiонарного стану, при якому час обслуговування дорiвнюе STrfr Виходячи з припущення про можливксть використання прямопропорцiйного переходу мiж функцiею вiдклику
та значенням часу обслуговування верхня межа стану дефекту може бути визначена за формулою:
п
STm = (1 -О-^т,, (6)
1=1
де - мiнiмальний рiвень вiдклику функцii бажаностi.
При переходi стану вщ збою до вiдмови вщбува-ються процеси, якi призводять до постшного зростання черги та збiльшення часу обслуговування який у цьому випадку перевищуе тривалкть розрахункового перiоду За таких умов граничний час обслуговування при сташ збою визначаеться тривалктю перiоду дослiдження:
STrc¡ = DP, (7)
де DP - тривалкть перiоду, год.
Процедура визначення абсолютних значень гранично'i тривалостi потребуе аналiзу параметрiв функщональ-ного об'екта i реалiзуеться за допомогою iмiтацiйного моделювання. На основi iмiтацiйного моделювання визначаеться розподш ймовiрностей станiв об'екпв про-тягом розрахункового перiоду, як визначають рiвень функцiонування МГПТ. На основi сервiсно-ресурсно'i моделi визначаються питомi та абсолютнi показники роботи об'екпв (питома та абсолютна пропускна здат-нiсть елементiв, середня кiлькiсть замовлень у стащо-нарному, конфлiктному та дефектному сташ, середнш час знаходження в черзi та пiд обслуговуванням та ш.).
Оцiнка загально! дестабШзацп МГПТ проводиться на основi використання методу динамжи середнiх, який передбачае визначення математичного очжування стану складно! системи через оцiнку стану умов реалiзацii транспортних пересувань пасажирами:
п
X (1 - РФ - Ри
М* = -п-, (8)
X Qscs¡ 1=1
де - обсяг споживачiв транспортних послуг в г-му об'ектi, пас.; п - загальна кiлькiсть об'ектiв.
Представлена форма ощнки дестабiлiзацi'i техноло-гiчних процесiв дае можлившть перейти до визначення внутршньо! сталостi МГПТ через оцiнку його сервкних параметрiв та ресурсних витрат.
6. Результати дослщження
Частотний аналiз дестабiлiзуючих чинникiв спря-мований на виявлення основних закономiрностей 1х виникнення в реальних умовах. Стан функщонуван-ня маршрупв визначаеться характером елементарних процеав, якi вiдбуваються пiд час транспортного обслуговування в мшцях посадки-висадки пасажирiв та руху транспортних засобiв. Для проведення частотного аналiзу дестабiлiзуючих чинникiв використаннi даннi результапв обстеження за роботою окремих елеменпв МГПТ м. Харкова (Укра'iна). Дослщження проводили-ся на 11 маршрутах та 2 транспортно-пересадочних вузлах МГПТ м. Харкова протягом добового перюду. Для визначення стану використовувався порiвняльний аналiз фактичних витрат часу на виконання вщповщних операцш з плановими параметрами. В межах видшених
об'екпв МГПТ (зупиночнi пункти, перегони маршрупв, транспортно-пересадочнi вузли) були проведенi натурш спостереження за фактичною тривалiстю технолопчних операцiй. Шляхом порiвняння фактично! тривалост технологiчних операцiй з плановою на основi запро-понованих характеристичних умов сташв об'ектiв пщ-системи забезпечення визначений 1х розподiл. Частота фактичного розподшу станiв для об'ектiв дослщження наведена у табл. 3.
Таблиця 3
Р□зп□дiл CTaHiB об'Екпв дослщження
Тип об Екту Стабшьний стан Дефект Зб1й Вщмова
Кшь- KiCTb % Кшь- KiCTb % Кшь- KiCTb % Кшь- KiCTb %
Зупиночний пункт 10112 88,4 1228 10,7 93 0,8 0 0
Перепн маршруту 7556 66,1 1917 16,8 469 4,1 7 0,1
Транспортно- пересадачш вузли 698 6,1 121 1,1 21 0,2 0 0
На 0CH0Bi проведених дослiджень на об'ектах МГПТ можна визначити, що icHye практична необхiднiсть роз-робки механiзмiв та технологiчних рiшень щодо знижен-ня рiвня деcтабiлiзацii технолопчних процеав МГПТ.
7. SWOT-аналiз результат1в дослщження
Strengths. Видiлення деcтабiлiзyючих чинниюв вну-трiшньоi cталоcтi МГПТ та аналiзy ix причино-на-cлiдковиx зв'язюв дозволило сформувати загальний вид залежносп виникнення внyтрiшнix теxнологiчниx ризикiв. Дослщження внутршшх теxнологiчниx ризи-кiв МГПТ e основою для розробки меxанiзмiв лшвь дацii джерел ix виникнення, що дозволяе забезпечити пiдвищення його cиcтемноi ефективноcтi. В поeднаннi з методами зниження негативних наcлiдкiв роботи МГПТ така форма реалiзацii пщвищення його ефективноcтi дозволяе реалiзyвати комплексну стратепю забезпечення його сталого розвитку в умовах забезпечення цiльовоi едност вcix складових середовищ мicта.
В якосп cильноi сторони доcлiдження слщ вщзна-чити реалiзацiю системного пщходу до формування проблемноi cитyацii аналiзy деcтабiлiзyючиx чинникiв внyтрiшньоi cталоcтi МГПТ, яка дозволяе упорядкувати послщовшсть виршення задач забезпечення стабшьнос-тi технолопчних процеав. Дана модель створюеться для того, щоб охопити проблему визначення cиcтемноi ефективноcтi МГПТ в цшому, видiливши при цьому оcновнi напрями дш, якi необxiдно реалiзyвати для формування кiнцевого висновку про ефективтсть МГПТ з позицiй розгляду його, як cкладовоi системи МС. На вщмшу вiд icнyючиx даний пщхщ дозволяе забезпечити реалiзацiю cтратегii сталого розвитку МГПТ за допомогою технолопчних ршень без залучення додаткових ресурав у створення та реконструкщю транcпортноi iнфраcтрyктyри.
Weaknesses. Слабкою стороною дослщження е не-обxiднicтю залучення значного обсягу шформацп, яка характеризуе ресурсш параметрiв об'eктiв МГПТ. 1х
склад та значення для кожного елемента МГПТ в ре-альних умовах визначаються шляхом збору первинноi параметричноi шформацп, яка в умовах ощнки дестабь лiзацii теxнологiчниx процеciв великих мЬст може бути отримана за допомогою теxнiчниx заcобiв контролю. Необхщшсть створення повномаcштабноi системи мо-шторингу ресурсно-результативних параметрiв об'eктiв МГПТ призводить до зростання його загальних експлуа-тацiйниx витрат. Однак при реалiзацii загальноi програми забезпечення сталост МГПТ збiльшення експлуатащ-йних витрат на монiторинговi операцп компенсуються за рахунок пiдвищення його cиcтемноi ефективноcтi.
Opportunities. Забезпечення стабтзацп МГПТ великих мicт е складним системним завданням для ощнки придатносп якого необхщно використовувати прикладш iнcтрyменти моделювання його процеciв. Сформован xарактериcтичнi умови визначення cтанiв об'еклв МГПТ вiдноcно розподiлy ймовiрноcтi ix деcтабiлiзацii дозво-ляють скоротити процедуру пошуку дieвиx меxанiзмiв формування сталост МГПТ шляхом ix зосередження на лшвщаци джерел виникнення внyтрiшнix технолопчних ризикiв. Реалiзацiя таких заxодiв в межах eдиноi системи yправлiння МГПТ дозволяе забезпечити зростання його внутршнього потенщалу, який досягаеться шляхом ра-цiонального використання icнyючиx виробничих та об-слуговуючих реcyрciв.
Threats. Складшсть оцiнки абсолютних значень деста-бтзуючих чинникiв внyтрiшньоi cталоcтi МГПТ полягае у необхщносп проведення внyтрiшнього аудиту ресур-сних параметрiв його елеменпв та оцiнки характеру та рiвня мiжрiвневого впливу на ix склад та абсолютне значення. Впровадження таких заxодiв потребуе створення eдиноi системи управлшня мicькою транспортною системою, яка на практищ реалiзyeтьcя у формi единого координацiйного центру. На вщмшу вiд icнyючиx видiв таких центрiв його цiльовою метою е орieнтацiя на забезпечення прiоритетноi реалiзацii транспортних перемь щень населення за допомогою МГПТ. Запропонований тдхщ щодо оцiнки рiвня деcтабiлiзyючиx чинниюв МГПТ е складовою частиною створення програмного комплексу прийняття управлшських ршень в межах единого координацiйного центру.
8. Висновки
1. Видшено види i умови формування взаемного зв'язку та впливу чинниюв дестабтзацп МГПТ. Забезпечення стабтзацп технолопчних процеав МГПТ е передумовою формування його сталого розвитку. Де-стабтзащя теxнологiчниx процеciв МГПТ в межах його елеменпв операцiйноi пiдcиcтеми призводить до виникнення загроз забезпечення його внyтрiшньоi сталосп. Серед основних причин виникнення дестабтзацп МГПТ видiляeтьcя структурна недоcконалicть ресурсних мож-ливостей та низька оргашзовашсть взаeмодii елементiв в об'ектах пасажирсь^ транcпортноi iнфраcтрyктyри. Пiдвищення рiвня стабтзацп МГПТ забезпечуеться за допомогою формування ввдповщного обсягу ресурсних резервiв шляхом ращонального розподiлy його наявних внутршшх та зовнiшнix ресурсних можливостей. Умовою визначення ращонального рiвня розподiлy ресурсних можливостей е використання запропонованого тдходу щодо формалiзацii деcтабiлiзyючиx чинникiв МГПТ, який е ефективним складовим елементом ощнки його
cиcтемноi ефективност! Така форма дозволяе у подаль-шому провести аналiз його cтрyктyрноi ввдповвдносп вiдноcно забезпечення ресурсно-результативних умов сталост МГПТ в межах транспортно-просторових рiвнiв мicького середовища.
2. Сформовано характеристичт умови визначення cтанiв об'eктiв МГПТ вщносно ix розподiлy ймовiрноcтi ix дестабтзацп. Граничний час тривалосп технолопчних процеав при рiзниx станах МГПТ визначае умовну межу мiж переходами сташв його теxнологiчниx об'еклв. На оcновi аналiзy структури i характеру дестабтзую-чих чинникiв видшеш критерiальнi ознаки формування характеристичних умов забезпечення внyтрiшньоi cталоcтi МГПТ. Основний вплив на характеристичт умови визначення статв об'екпв МГПТ ввдносно ix розподiлy ймовiрноcтi ix дестабтзацп оказуе рiвень резервних реcyрciв елеменпв пiдcиcтеми забезпечення. Вплив резервних можливостей проявляеться через час обслуговування транспортних заcобiв. Його значення визначае yмовнi межi переходу стану МГПТ вiдноcно його внyтрiшньоi cталоcтi, яка у поеднанш з мiнiмiза-цieю негативних наслщюв МГПТ дозволяе забезпечити сталий розвиток всього мкького середовища.
Лггература
1. благш, Ю. В. Проблеми забезпечення сталого розвитку сусшльного транспорту та сусшльш транспортш витра-ти [Текст] / Ю. В. благш // Вюник економжи транспорту та промисловость - 2012. - № 35. - C. 254-256.
2. Silva Cruz, I. Urban public transport companies and strategies to promote sustainable consumption practices [Text] / I. Silva Cruz, T. Katz-Gerro // Journal of Cleaner Production. -2016. - Vol. 123. - P. 28-33. doi:10.1016/j.jclepro.2015.12.007
3. Camargo Perez, J. Multi-criteria approaches for urban passenger transport systems: a literature review [Text] / J. Camargo Perez, M. H. Carrillo, J. R. Montoya-Torres // Annals of Operations Research. - 2014. - Vol. 226, № 1. - P. 69-87. doi:10.1007/ s10479-014-1681-8
4. Lederer, J. The life cycle energy demand and greenhouse gas emissions of high-capacity urban transport systems: A case study from Vienna's subway line U2 [Text] / J. Lederer, C. Ott, P. Brunner, M. Ossberger // International Journal of Sustainable Transportation. - 2014. - Vol. 10, № 2. - P. 120-130. doi:10.1080/15568318.2013.869704
5. Alonso, A. Comparative analysis of passenger transport sus-tainability in European cities [Text] / A. Alonso, A. Monzon, R. Cascajo // Ecological Indicators. - 2015. - Vol. 48. -P. 578-592. doi:10.1016/j.ecolind.2014.09.022
6. Chiou, Y.-C. Sustainable consumption, production and infrastructure construction for operating and planning intercity passenger transport systems [Text] / Y. C. Chiou, L. W. Lan, K. L. Chang // Journal of Cleaner Production. - 2013. -Vol. 40. - P. 13-21. doi:10.1016/j.jclepro.2010.09.004
7. Вдовиченко, В. О. Формування сервюно-ресурсних умов сталосп мюького громадського пасажирського транспорту [Текст] / В. О. Вдовиченко // Технолопчний аудит та резерви виробництва. - 2016. - № 6/2 (32). - С. 64-69. doi:10.15587/2312-8372.2016.86432
8. Wu, W. Designing robust schedule coordination scheme for transit networks with safety control margins [Text] / W. Wu, R. Liu, W. Jin // Transportation Research Part B: Methodological. -2016. - Vol. 93. - P. 495-519. doi:10.1016/j.trb.2016.07.009
9. Nesheli, M. M. Improved reliability of public transportation using real-time transfer synchronization [Text] / M. M. Nesheli, A. (Avi) Ceder // Transportation Research Part C: Emerging Technologies. - 2015. - Vol. 60. - P. 525-539. doi:10.1016/ j.trc.2015.10.006
10. Ibarra-Rojas, O. J. Multiperiod Bus Timetabling [Text] / O. J. Ibar-ra-Rojas, F. Lopez-Irarragorri, Y. A. Rios-Solis // Transportation Science. - 2016. - Vol. 50, № 3. - P. 805-822. doi:10.1287/ trsc.2014.0578
11. Wu, Y. Multi-objective re-synchronizing of bus timetable: Model, complexity and solution [Text] / Y. Wu, H. Yang, J. Tang, Y. Yu // Transportation Research Part C: Emerging Technologies. -2016. - Vol. 67. - P. 149-168.doi:10.1016/j.trc.2016.02.007
12. Сафронов, Э. А. Управление загрузкой транспортной сети города с учетом повышения доступности пассажирского транспорта [Текст] / Э. А. Сафронов, К. Э. Сафронов, Е. С. Семенова // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. - 2015. - № 6 (46). - С. 38-44.
13. Волков, В. С. Стабилизация маршрута городского пассажирского транспорта при сбойных ситуациях [Текст] /
B. С. Волков, Г. М. Сурхаев, В. К. Магомедов // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 6. - С. 76-84.
14. Сафронов, К. Э. Роль доступного общественного транспорта в социально-экономическом развитии городов [Текст] / К. Э. Сафронов // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. - 2012. - № 2 (24). -
C. 125-130.
15. Gentile, G. Modelling public transport passenger flows in the era of intelligent transport systems [Text] / by ed. G. Gentile, K. Noekel // Springer Tracts on Transportation and Traffic. - Springer International Publishing, 2016. - 642 p. doi:10.1007/978-3-319-25082-3
16. Vdovychenko, V. Formation of methodological levels of assessing city public passenger transport efficiency [Text] / V. Vdovychenko, Y. Nagornyy // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. - 2016. - № 3/3 (81). - P. 44-51. doi:10.15587/1729-4061.2016.71687
17. Пичкалев, А. В. Обобщенная функция желательности Харринг-тона для сравнительного анализа технических средств [Текст] / А. В. Пичкалев // Исследования наукограда. - 2012. - № 1. -С. 25-28.
АНАЛИЗ ДЕСТАБИЛИЗИРИЮЩИХ ФАКТОРОВ ВНУТРЕННЕЙ УСТОЙЧИВОСТИ ГОРОДСКОГО ОБЩЕСТВЕННОГО ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА
Выделены виды и условия формирования взаимной связи и воздействия факторов дестабилизации технологических процессов городского общественного пассажирского транспорта. На основе оценки продолжительности технологических операций сформированы характеристические условия определения состояний объектов городского общественного пассажирского транспорта относительно распределения вероятности их дестабилизации. Представлены причинно-следственные связи дестабилизации городского общественного пассажирского транспорта с позиций его внутренней устойчивости.
Ключевые слова: городской общественный пассажирский транспорт, дестабилизация технологических процессов, внутренняя устойчивость, зона риска.
Вдовиченко Володимир Олексшович, кандидат техтчних наук, доцент, кафедра транспортних технологш, Хартвський нацюнальний автомобшьно-дорожнш утверситет, Украта, e-mail: Vval2301@gmail.com, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-2746-8175
УДК 519.21Б+6Б.012-52 DOI: 10.15587/2312-8372.2017.92972
ЗАСТОСУВАННН В1РТУАЛ1З0ВАН01 ГГ-ШФРАСТРУКТУРИ ПРИ ФУНКЦЮНУВАНШ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦП ТЕХН0Л0Г1ЧНИХ 0Б'ЕКТ1В
Дослгджено можливi способы збыьшення рiвня вiдмовостiйкостi систем автоматизацп та управлтня виробничим процесом i3 застосуванням сучасних тформацшних технологш. Запропо-нована у роботi методика поеднуе застосування апаратних засобiв та програмно-технологiчних ршень в областi вiртуалiзацii як базовог платформи для побудови тформацшног тфраструк-тури систем автоматизацп технологiчних об'ектiв. Вiртуалiзацiя дозволяе створювати копи програмно-апаратних середовищ систем автоматизацп.
Илпчов1 слова: системи автоматизацп, вiртуалiзацiя 1Т-тфраструктури, гiпервiзор, тонкий ^iент.
Вавулш П. А., Бойко Т. В.
1. Вступ
Сучасш ]шжнародш стандарти технолопчних проце-<лв потребують комплексного та повного розгляду системи керування i захисту, зокрема стандарти ISO 14000 та ISO/IEC 17799 [1, 2]. Системи керування i захисту технолопчних процеав стають все бшьш складними i виникае проблема штегрованосп цих систем з сучасними технолопями для практичного використання в галузях промисловосп яю пов'язат з техногенним ризиком.
Кожний технолопчний процес повинен використо-вувати сучасш технологи, яю дозволяють максимально знизити ймовiрнiсть аварп i зменшити надходження
небезпечних речовин у навколишне середовище. З ш-шого боку, на даному етат розвитку технологш, забез-печити повшстю безаваршну роботу техшчних систем не представляеться можливим. Саме тому, побудова пперконвергентних ршень з використанням вiртуалi-зованих середовищ для побудови систем автоматизацп надзвичайно важливе. Використання такого ршення передбачае тдвищення рiвня надшносп та вщмово-стшкосп, у випадку створення та ввдновлення праце-здатносп програмного забезпечення робочих станцш у автоматичному чи натвавтоматичному режим! Це в свою чергу веде до зменшення ймовiрностi виникнення ава-ршно! ситуацп внаслщок вщмови елеменпв програмного
ТЕХНОЛОПЧНИЙ АУДИТ ТА РЕЗЕРВИ ВИРОбНИЦТВА — № 1/2(33], 2017, © Вавулш П. А., Бойко Т. В.
