CC BY
61
Информационные технологии в науке, образовании и управлении б) июнь 2019
Наименование nh4+ NO," PO43+ pH Eh
Контроль/ПДК 0,5 40 0,2 7,41 +154
Выше очистных 0,78 3,3 0,17 8,21 +144
Ниже очистных 0.92 5,7 0,7 8,2 +157
ж/д мост 3,6 3,0 0,8 8,0 +141
Пешеходный мост 4.0 1,2 0,6 8,0 +147
Выпуск в р. Москву 2.4 5 0,6 7,9 +146
Таблица 2. Гидрохимические показатели диализной культуры зеленой микроводоросли Desmodesmus sp. штамм 3Dp86E-1, и нкубируемой на пробах воды р. Вяземка (май 2019)
а) 2-е сутки
Наименование nh4+ NO," PO43+ pH Eh
Контроль/ПДК 0,5 40 0,2 7,41 +154
Выше очистных 0,33 1,08 1,07 7,2 +167
Ниже очистных 0,62 24,0 1,37 7,3 +170
ж/д мост 0,36 2,97 0,8 7,40 +165
Пешеходный мост 2,7 4,25 1,04 7,3 +180
Выпуск в р. Москву 1,8 3 0,4 7,69 +156
б) 5-е сутки
Наименование nh4+ NO," PO43+ pH Eh
Контроль/ПДК 0,5 40 0,2 7,41 +154
Выше очистных 0,54 <0,1 <0,1 8,0 +140
Ниже очистных 1,0 5,96 <0,1 8,1 +119
ж/д мост 1,92 <0,1 <0,1 7,6 +154
Пешеходный мост 0,84 1,86 <0,1 7,8 +159
Выпуск в р. Москву 0,93 <0,1 <0,1 7,72 +163
Примечания: содержание клеток зеленой микроводоросли в диализном мешке при засеве составляло 1,8104 кл/мл. Величины рН и Eh - 7,2 и 350 мВ соответственно.
УДК 658.314.7:330.115 В.В. Цыганов1, С.А. Савушкин1, В.А. Бородин2
ГРНТИ 50.01.75 1Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко РАН
Экспериментального завода научного приборостроения РАН
МУЛЬТИМОДАЛЬНОСТЬ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ В ПРОСТРАНСТВЕННОМ РАЗВИТИИ
Пространственное развитие страны требует транспортной обустроенности и ввиду разнообразия условий в регионах - разнообразия видов транспорта. Мультимодальная транспортная система понимается как система, интегрирующая все виды транспорта на базе единых стандартов управления, планирования и функционирования.
Ключевые слова: мультимодальность, пространственное развитие, транспорт, система, интеллектуальный каталог, услуга, организация, управление, цифровая экономика
V.V. Tsyganov1, S.A. Savushkin1, V.A. Borodin2
department of N.S. Solomenko Institute of Transport Problems of RAS Experimental plant of scientific instrumentation of the RAS
MULTIMODALITY of TRANSPORT SYSTEMS in SPATIAL DEVELOPMENT
The spatial development of the country requires transport groundwork and, due to the variety of conditions in the regions, the diversity of modes of transport. A multimodal transport system is understood as a system that integrates all types of transport on the basis of common standards for management, planning and operation. Keywords: multimodality, spatial development, transport, system, intelligent catalog, service, organization, management, digital economy
В настоящее время для РФ являются актуальными звдвчи развития больших транспортных систем в направлении освоения новых территорий [1-3]. Инфраструктура и оказываемые с её помощью услуги по перевозке пассажиров и грузов должны обеспечивать доступность территорий, формировать безопасные и комфортные условия проживания населения, создавать условия для развития экономики.
Также актуальным является направление развития цифровой логистики, автоматизации и интеллектуализации процессов управления [4]. Механизмы мультимодальности, с одной стороны, обеспечивают разнообразие, единство и согласованность функционирования различных видов транспорта, что существенно для первого из упомянутых направлений. С другой стороны, цифро-визация и искусственный интеллект привносят в транспортную область методы управления на основе формализованных знаний, а также методы формализации знаний, что создает предпосылки для интенсивного развития логистики и бесперебойного функционирования мультимодальных транспортных систем, как единых в масштабах страны или отдельных регионов. Современные транспортные системы с элементами искусственного интеллекта [1], в частности, обеспечивают решение задач мультимодального планирования и маршрутизации.
В ходе планирования развития транспортной инфраструктуры необходимо оценить уровень развития различных видов транспорта [5] в регионах, влияние транспорта в целом и его отдельных видов на экономическое и социальное развитие регионов и страны в целом, выявить инфраструктурные резервы использования геостратегических и геополитических преимуществ РФ. Необходимо также принимать во внимание особенности регионов (геологические, экономические и др.), влияющие на эффективность функционирования м эффективность финансовых вложений в строительство инфраструктуры отдельных видов транспорта.
Концепция комплексного мультимодального транспортного планирования и функционирования, применяемая на глобальном, национальном и региональном уровнях, получает широкое распространение в мире. Именно мультимодальные транспортные системы обеспечивают высокую коммерческую скорость, возможность доставки грузов «точно в срок» и в любую заданную клиентом точку. Мультимодальность обеспечивается согласованным управлением транспортно-логистическими процессами в цепях поставок и инициализирует процессы унификация перевозочных документов.
Разнообразие видов транспорта
Разнообразие видов транспорта диктуется разнообразием условий жизни и деятельности на территориях РФ. Труднодоступность удаленных районов и территорий, перспективных в плане социально-экономического развития, низкая скорость транспортных потоков определяются: низкой плотностью и разрывами транспортных коммуникаций; недостаточной пропускной и провозной способностью дорог; высокой стоимостью пользования; несоответствием объектов инфраструктуры требованиям безопасности [6].
В регионах с развитой транспортной инфраструктурой отмечается отставание в использовании потенциала таких видов транспорта, как морской, внутренний водный, воздушный в части использования малой авиации. По прежнему, имеет место задача снижения доли населенных пунктов, не обеспеченных регулярным транспортным сообщением и автодорогами с твердым покрытием. С другой стороны, в последнее время активно развивается курьерская доставка, как отдельный вид («модальность») или способ транспортировки, органично вписывающийся в логистику традиционных видов транспорта.
Особенности северных территорий Сибири и Дальнего Востока связаны с экстремальными климатическими и геологическими свойствами (обводненность, вечная мерзлота), резкими изменениями этих свойств в зависимости от сезона. Как следствие - сезонное функционирование транспортной инфраструктуры, отсутствие железных дорог и низкая плотность населения. В настоящее время и в перспективе жизнедеятельность большей части территорий Восточной Сибири и Дальнего Востока в силу их географической и природно-климатической специфики, зависит от использования сезонных видов транспорта и завоза грузов в короткий навигационный период. В связи с этим, приоритетными являются задачи [1,2]:
- повышения качества и расширение сети автодорог;
- реконструкции и технического перевооружения северных аэропортов, восстановления в отдаленных северных поселках посадочных площадок для легких самолетов и вертолетов, обновления парка региональных воздушных судов;
- развития Северного морского пути (СМП), сопряженной береговой инфраструктуры и морских портов, в том числе для освоения арктических нефтегазовых месторождений, в том числе. шельфовых, морского экспорта нефти и газа, северного завоза социально значимых грузов, крупномасштабных региональных перевозок. потенциальных крупномасштабных транзитных перевозок.
Особенности южных территорий Сибири и Дальнего Востока связаны с климато-географическими свойствами горной и прибрежной местности. Транспортная железнодорожная и автомобильная инфраструктура развиты, хотя морально и физически заметно устаревают. В зонах опережающего промышленного развития особенно важна экологичность транспорта, развитие транспортных коммуникаций с прилегающими (пригородными) территориями, сети дорог регионального и местного значения [1,2].
В условиях отдаленных и слабо освоенных территорий, сурового климата и бездорожья, там где трудно и дорого обходится строительство дорог и инфраструктурных сооружений, следует использовать внедорожные экологичные транспортные средства высокой проходимости для перевозок пассажиров и небольших партий грузов: снего- и болотоходы, аэросани, аппараты и суда на воздушной подушке, мотонарты, аэростатические летательные аппараты (дирижабли), экранопланы и др. [1,2].
Пространственно-логистические коридоры
Создание единой мультимодальной транспортной сети может быть активизировано прорывными проектами создания мультимодальных пространственно-логистических транспортных коридоров. По мере реализации проектов развития транспортной инфраструктуры, будут появляться все новые возможности реализации транспортных коридоров. Число проектов этих коридоров, получаемых путем различных комбинаций существующих и вновь построенных железных и автомобильных дорог, морских портов и другой транспортной инфраструктуры, будет также расти [7].
Например, железная дорога Воркута - Усть-Кара не только позволит вывозить добытый открытым способом уголь севернее Воркуты, которая находится примерно в 200 км от создаваемого морского порта Усть-Кара. Эта дорога сможет также дополнить Северный широтный ход и увеличить грузопоток по СМП. А в случае реализации проектов Белкомура и/или Баренцкомура, с её помощью можно будет сформировать железнодорожный коридор Карскомур (название образовано из слов Карское море, Коми, Урал). Который обеспечит выход из промышленного Урала через Республику Коми на СМП.
В перспективе до 2050г., с учетом реализации сопутствующих проектов развития Дальневосточных и Арктических районов, возможно формирование международного меридионального транспортного коридора «КНР - Сковородино - Якутск - СМП - ЕС».
Транспортно-логистическая схема для обеспечения поставок каменного угля, продукции железорудных и апатитовых месторождений Южной Якутии в северные провинции Китая включает маршрут Республика Саха (Якутия) - Байкало-Амурская магистраль - Транссибирская магистраль - железнодорожная ветка Завитинск - Поярково - речной порт Поярково - р. Амур - р. Сунгари -речной порт г. Харбина (Китай).
Предполагается объединение в единую транспортно-логистическую систему СМП, внутренних водных путей р. Лены, железных дорог Республики Саха (Якутия), железнодорожной ветки Улак - Эльга, Байкало-Амурской магистрали и Транссибирской магистрали с железнодорожной системой Китая, формирующее новый транспортный коридор. Возможно также формирование международного Северного железнодорожного коридора «Курагино - Кызыл - Цагантолгой - Арц-сурь - Овот - Эрдэнэт - Салхит-Замын-Удэ - Эрлянь - Уланчаб-Чжанцзякоу - Пекин - Тяньцзинь» через Республику Тыва и Монголию [1,2,7].
Терминально-логистические центры
В области развития мультимодальной инфраструктуры перевозок важное значение имеет создание условий для перераспределения грузопотоков с наземных на внутренний водный, мор-
Информационные технологии в науке, образовании и управлении ской и в ряде случаев на воздушный транспорт.
Терминально-логистический центр (ТЛЦ) - опорный узел железных и автомобильных дорог, предназначенный для управления, перераспределения и стыковки грузопотоков, поступающих разными видами транспорта. ТЛЦ осуществляет:
- прием и обработку контейнерных, контрейлерных и комбинированных поездов,
- обработку, хранение, накопление ремонт и сервис контейнеров,
- складское хранение грузов,
- техническое обслуживание и сервис средств механизации,
- таможенные процедуры по досмотру, хранение и оформление грузов.
Сеть ТЛЦ в перспективе должна обеспечить оптимальное управление мультимодальными грузоперевозками. ТЛЦ - это прогрессивная структура управления грузопотоками и транспортными сетями. Однако потенциальные преимущества контейнерных, контрейлерных и комбинированных технологий, реализуемых ТЛЦ (по сравнению с традиционными технологиями сортировки вагонов) могут быть использованы только при четком взаимодействии видов транспорта и сервисных служб. Структура ТЛЦ должна обеспечивать требуемый уровень такого взаимодействия [8].
При проектировании ТЛЦ необходимо учитывать технологии его функционирования, а также коммерческие аспекты транспортных услуг. Системный подход при решении основных задач, возникающих в ходе проектирования ТЛЦ, предполагает:
- оценку конкурентоспособности ТЛЦ на рынке услуг на перспективу с учетом вероятностей появления новых ТЛЦ аналогичного масштаба и прогнозов перспективных грузопотоки по направлениям и видам грузов, их интенсивности на основных участках маршрутов,
- согласование со стратегиями партнеров, например, имеются ли ограничения железнодорожной инфраструктуры и мощностей по перевозке прогнозируемых объемов грузов для ТЛЦ,
- проведение сбора и сравнительного анализа информации об аналогичных ТЛЦ в стране и мире,
- расчет конструктивных и технологических показателей ТЛЦ,
- оценка влияния планировочных решений на пространственное развитие на основе градостроительного и пространственного анализа проекта.
Компоненты цифровой логистики в мультимодальных транспортных системах
Базис мультимодального перевозочного процесса содержит многие тысячи технологических процессов [9]. С учетом этого, эффективное управление, планирование логистики, исполнение услуг требует автоматизации, которая может осуществляться на базе систематизации и формализация услуг этого базового комплекса. Последовательная формализация описаний внешних и особенно внутренних услуг будет способствовать оптимизации производственного процесса оказания услуг, который составляет основу функционирования транспортных предприятий.
Практический подход к организации интеллектуальных мультимодальных транспортных систем предполагает создание программно-информационного комплекса автоматизированного формирования, исполнения и контроля качества услуг. Механизмы каталогизации обеспечивают актуальную информацию по внешним и внутренним услугам и, таким образом, поддерживают информационную и когнитивную основу взаимодействия с клиентами, исполнения мультимодальной логистики в процессе обслуживания внутренних производственных процессов и оказания внешних услуг [10].
Организационные структуры интеллектуального каталога услуг, включающих процедуру стандартизации и контроля качества внешних и внутренних услуг обеспечивают формирование интеллектуальной мультимодальной транспортной системы, как единой системы, в которой согласованно функционируют отдельные виды транспорта.
Выводы
Системный подход к пространственному анализу процессов экономики [3] и транспорта предполагает формирование единого транспортного пространства, которое обеспечит функционирование единой сбалансированной мультимодальной системы транспортных коммуникаций, интегрированной инфраструктуры всех видов транспорта. Бесперебойное взаимодействие различных видов транспорта в рамках мультимодальной системы значительно расширит зоны доступа для грузов и пассажиров, ускорит перемещения, активизируя тем самым пространственное развитие.
Авторы считают, что в данной работе новыми являются следующие положения и результаты:
- мультимодальность транспортных систем, понимаемая, как интегрированность всех видов транспорта на базе единых стандартов, единой информационной среды, является одной из основ успешного пространственном развитии,
- мультимодальность предполагает цифровую логистику, которая может быть построена на основе единых правил и алгоритмов управления, планирования и функционирования различных видов транспорта,
- правила и алгоритмы цифровой логистики могут быть сконцентрированы в базе знаний интеллектуального каталога услуг транспортной системы.
Литература
1. Комплексное освоение территории Российской Федерации на основе транспортных пространственно-логистических коридоров. Актуальные проблемы реализации мегапроекта «Единая Евразия: ТЕПР - ИЕТС» / Отв. ред. академик РАН В.В. Козлов, член-корреспондент РАН А.А. Ма-коско; Российская академия наук. - М.: Наука, 2019. 463 с.
2. Инфраструктура Сибири, Дальнего Востока и Арктики. Состояние и 3 этапа развития до 2050 года / Коллективная монография под ред. А.А. Макоско. - М.: ИПТ РАН, 2019. 465 с.
3. Цыганов В. В., Малыгин И. Г., Еналеев А. К., Савушкин С. А. Большие транспортные системы: теория, методология, разработка и экспертиза. - СПб: ИПТ РАН, 2016. 216 с.
4. Технологии построения когнитивных транспортных систем: монография / Малыгин И.Г., Комашинский В.И., Таранцев А.А., Шаталова Н.В. и др.; под ред. И.Г. Малыгина. - СПб: ИПТ РАН, 2018. 235 с.
5. Савушкин С.А. Задачи оценки обеспеченности транспортной сетью федеральных округов России // Транспорт России: проблемы и перспективы: Материалы международной научно-практической конференции. 13-14 ноября 2018 г. СПб.: ИПТ РАН. - Санкт-Петербург, 2018. С. 51-55.
6. Цыганов В.В., Савушкин С.А. Бородин В.А. Транспортные проблемы пространственного развития // ИТНОУ: Информационные технологии в науке, образовании и управлении. 2019. № 2. С.62-67.
7. Цыганов В.В., Савушкин С.А., Горбунов В.Г. Трансконтинентальные транспортные коридоры в России // ИТНОУ: Информационные технологии в науке, образовании и управлении. 2019. № 2. С. 67-71.
8. Цыганов В.В., Савушкин С.А. Терминально-логистический центр как структура управления транспортной сети // Транспорт: наука, техника, управление. 2017. № 1. С.13-18.
9. Шаров В.А. Разработка единого каталога услуг, оказываемых холдингом «РЖД» / Железнодорожный транспорт №6. 2016. С9-15
10.Tsyganov V.V. and Savushkin S. A. "Intellectual Catalog of Digital Rail Transport Services," 2018 Global Smart Industry Conference (GloSIC), Chelyabinsk, Russia, 2018, Р. 1-8.
doi: 10.1109/GloSIC.2018.8570150
Сведения об авторах
Сергей Александрович Савушкин
канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр., вед. науч. сотр.
Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко РАН
Росссия, Москва
Эл. почта: [email protected]
Владимир Викторович Цыганов
Д-р. технических наук, профессор, зав. отделом
Институт проблем транспорта
им. Н. С Соломенко РАН
Росссия, Москва
Эл. почта: [email protected]
Information about authors
Sergey Alexandrovich Savushkin
Candidate of Physics and Mathematics, Senior Researcher
Institute of Transport Problems named after N.S. Solomenko RAS Russia, Moscow E-mail: [email protected]
Vladimir Victorovich Tsyganov
Doctor of Tech. Sciences, Prof., Head. Department
Institute of Transport Problems named
after N.S. Solomenko RAS
Russia, Moscow
E-mail: [email protected]
Владимир Алексеевич Бородин
чл.-кор. РАН, ген. дир. Экспериментальный завод научного приборостроения РАН Росссия, Москва Эл. почта: [email protected]
Vladimir Alekseevich Borodin
Corresponding Member of the RAS, General Director Experimental plant of scientific instrumentation of the RAS Russia, Moscow E-mail: [email protected]
УДК 004.89 Г.А. Самигулина1, З.И. Самигулина2
ГРНТИ 28.23 1Институт информационных и вычислительных технологий КН МОН РК
2Казахстанско-Британский Технический Университет
РАЗРАБОТКА КОГНИТИВНЫХ АГЕНТОВ ДЛЯ SMART СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ*
В статье представлена разработка когнитивных агентов для мультиагентной Smart системы автоматизированного управления сложными объектами нефтегазовой отрасли на основе модели «убеждений, желаний и намерений» (Belief-Desire-Intention, BDI) и модифицированных алгоритмов искусственных иммунных систем.
Ключевые слова: мультиагентная Smart система управления, модельно-ориентированный подход (Model Driven Architecture, MDA), модель Belief-Desire-Intention (BDI), искусственные иммунные системы, модифицированные алгоритмы, когнитивные агенты.
G.A. Samigulina1, Z.I. Samigulina2
institute of information and computing technologies KN MES RK
2Kazakh-British Technical University
DEVELOPMENT OF COGNITIVE AGENTS FOR SMART CONTROL SYSTEM
The article presents the development of cognitive agents for multi-agent Smart system of automated control of complex objects of the oil and gas industry based on the model of "beliefs, desires and intentions" (Belief-Desire-Intention, BDI) and modified algorithms of artificial immune systems. Keywords: multi-agent Smart control system, model-oriented approach (Model Driven Architecture, MDA), Belief-Desire-Intention (BDI) model, artificial immune systems, modified algorithms, cognitive agents.
Введение
В настоящее время управление современными промышленными предприятиями осуществляется с помощью сложных распределённых систем, выполняющих функции мониторинга, контроля, сбора данных и диагностики оборудования при этом огромный массив производственных данных не подвергается дальнейшему анализу. В связи с этим актуальна разработка Smart системы управления, способной использовать последние достижения в области искусственного интеллекта (ИИ), а также когнитивных технологий для анализа производственных данных, прогнозирования и принятия решений в условиях промышленной эксплуатации.
Для создания подобных систем хорошо зарекомендовал себя модельно-ориентированный подход (Model Driven Architecture, MDA) [1,2]. Архитектура MDA позволяет разрабатывать модели предметной области исследователям, не владеющим навыками программирования на основе языка UML или онтологических моделей [3] и реализовывать их на различных программных платформах. В области управления сложными объектам также широко применяются мультиагентные системы (Multi-Agent System, MAS). Например, исследования [4] посвящены разработке распределённой адаптивной системы робастного управления на основе нейронных сетей для класса нелинейных мультиагентных систем с запаздыванием и внешними шумами. Последней тенденцией в области агентно-ориентированной разработки программного обеспечения является объединение подходов MDA и MAS для обеспечения наиболее быстрой и эффективной реализации мультиагентных
* Работа выполнена по гранту №AP05130018 КН МОН РК, по теме: «Разработка когнитивной Smart-технологии для интеллектуальных систем управления сложными объектами на основе подходов искусственного интеллекта» (2018-2020 гг.).
