2. Данеев А.В., Воробьев А.А. Методика формирования комплекса средств управления сложной организационно-технической системой // Информационные технологии и проблемы математического моделирования сложных систем. Вып. 11. Иркутск : Ир-ГУПС, 2014.
3. Данеев А.В., Ткаченко А.Ю. Метод консолидации данных региональных серверов комплекса управления локомотивным хозяйством // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : материалы пятой междунар. науч.-практ. конф. Т.1. Иркутск : Ир-ГУПС, 2014. С. 512-516.
4. Данеев А.В., Воробьев А.А., Лебедев Д.М. Исследование динамики поведения сложных организационно-технических систем в условиях воздействия неблагоприятных факторов // Вестник Воронежского института МВД России. 2010. № 2. С. 163-171.
5. Данеев А.В., Тарасенко В.А. Контроль полноты информации по локомотивным бригадам в базе данных регионального комплекса управления локомотивным хозяйством // Транспортная инфраструктура Сибирского региона : Материалы третьей Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Т. 1. Иркутск : Изд-во ИрГУПС, 2013. С. 362-367.
УДК 656.2.08 Воронцов Владимир Иванович,
аспирант, Красноярский институт железнодорожного транспорта, тел. 89233288480, e-mail: [email protected]
ОЦЕНКА РИСКОВ В РАБОТЕ ПОЕЗДНОГО ДИСПЕТЧЕРА И МЕТОДЫ
ИХ МИНИМИЗАЦИИ
V. I. Vorontsov
RISK ASSESSMENT IN THE TRAIN DISPATCHER WORK AND METHODS TO MINIMIZE THEM
Аннотация. В статье описаны недостатки используемой в настоящее время методики определения оптимальных границ диспетчерских участков и вытекающие из них заложенные риски в организации работы диспетчера. Выявленные заложенные еще на стадии расчетов риски спроецированы на исследования нарушений безопасности поездными диспетчерами в зависимости от стажа работы. Далее раскрывается многократное увеличение риска связанное с этим. Каждый риск в отдельности: неправильно определена загрузка диспетчера (диспетчер перегружен), нестандартная ситуация, малый стаж работы (отсутствует навык) - не так опасен. Однако в совокупности налицо значительный риск. Для снижения данного риска предлагается система поддержки принятия управленческих решений оперативного персонала. Система имеет несколько уровней работы, которые в комплексе дают синергетический эффект и помогают диспетчеру при его работе в нестандартных ситуациях.
Ключевые слова: риск, нестандартная ситуация, диспетчер, принятие управленческих решений, надежность технических средств.
Abstract. This article describes the disadvantages of currently used methods for determining the optimal boundaries of dispatch areas and risks inherent in the organization of the dispatcher arising from these. Identified laid at the stage of settlement risks are projected to security breaches train dispatcher depending on length of service research. Further disclosed a manifold increase in the risk associated with it. Each risk individually is not so dangerous: incorrectly defined download manager (manager is overloaded), non-standard situation, a small length of service (lack of skills). But collectively there is a significant risk. To reduce this risk, a system to support management decision-making operational staff is proposed. The system has several levels of performance, which together provide a syn-ergistic effect and helps the dispatcher at his work in unusual situations.
Keywords: risk, non-standard situation, dispatcher, management decisions, reliable hardware.
Введение
Качество оперативного управления определяют три основных фактора:
1) выбор правильного (оптимального) решения;
2) своевременность решения;
3) степень его реализации.
Ошибочное, запоздалое или недостаточно обоснованное решение приводит к недостаточному использованию пропускной способности участков и перерабатывающей способности станций, ухудшению использования подвижного состава. Всё это видимая часть айсберга, невидимую же часть составляет постоянный анализ ситуации
на участке, выбор вариантов и прикидочные расчёты. Основной, если можно так сказать, продукцией, которую производит диспетчер, являются принятые решения [1].
Эффективность диспетчерского управления зависит от уровня загрузки диспетчеров, координации их действий, методов контроля и руководства работой диспетчерского персонала со стороны непосредственных руководителей, а также их взаимодействия на всех уровнях управления [2].
Решающее значение в обеспечении эффективности диспетчерского управления движением поездов имеют (рис. 1):
• совершенство технологии управления перевозочным процессом на основе информационно-управляющих автоматизированных систем;
• степень централизации диспетчерского управления;
• уровень информационного обеспечения и автоматизации технологических операций, осуществляемых диспетчерским персоналом, включая планирование и принятие оптимальных решений;
• качество подбора и обучения диспетчерского персонала;
• надежность технических средств.
1. Загрузка поездного диспетчера
При организации работы поездного диспетчера очень мало внимания уделяется нестандартным ситуациям, хотя они составляют существенную часть его работы. Неправильно закладывая работу в нестандартных ситуациях, тем самым неправильно рассчитывают загрузку диспетчера. Это видно даже из расчетов загрузки поездных диспетчеров и установления на их основе рациональных границ диспетчерских участков в ДЦУП. Расчеты проведены при изучении технологий организации управления перевозочным процессом для оптимальной загрузки поездного диспетчера. Использована «Методика определения оптимальных границ диспетчерских участков»,
утвержденная вице-президентом ОАО «РЖД» В. Г. Лемешко 31.03.2009 [3]. Расчеты проведены с учетом возникновения нестандартных ситуаций, но крайне однобоко.
Рис. 1. Факторы, влияющие на оперативную обстановку
Загрузка диспетчера определяется по фор-
муле
Тзагр—
I уч
1440 - 2 х Тпот
где Туч - затраты времени поездного диспетчера по всем видам работ, выполняемых в процессе управления движением по диспетчерскому участку за сутки, мин;
1440 - продолжительность суток, мин;
Тпвтл - перерывы, связанные с физиологическими потребностями, включающие в себя время на личные надобности, перерыв для питания, отдых, связанный с нервно-напряженными условиями труда и дополнительный отдых при работе с видеотерминалами и персональными ЭВМ, 110 мин в смену;
Затраты труда поездного диспетчера по каждому диспетчерскому участку по всем видам работ, выполняемых в процессе управления движением за сутки, определяется по формуле
Туч = ^ (Тст + Тп + Тп - с + Ток) + Тобщ (мин),
где Тст - затраты времени на операции по управлению движением поездов по железнодорожным станциям одного направления поездопотоков участка за сутки, мин;
Тп - затраты времени на операцию по управлению движением поездов на одном направлении поездопотоков участка за сутки, мин;
Тп - с - затраты времени на операции по управлению движением поездов, выполняемые по
поездостанциям одного направления поездопото-ков участка за сутки, мин;
Ток - затраты времени на операции, связанные с организацией проведения ремонтных и строительных работ на одном направлении по-ездопотоков участка за сутки, мин;
Тобщ - затраты времени на операции в целом за сутки при приеме дежурства и по периодам планирования работы, мин;
к - количество направлений поездопотоков на участке.
Затраты времени на операции по железнодорожным станциям одного направления поездопо-токов
Тст = Ч • Павт + *2 ' ПДЦ (мин)
где ^, - укрупненные нормативы времени на операции, выполняемые по железнодорожным станциям участка на автономном управлении и оснащенным диспетчерской централизацией соответственно, мин;
п , п - количество железнодорожных
станций участка, находящихся на автономном управлении и оснащенных диспетчерской централизацией соответственно.
Затраты времени на операции, выполняемые с каждым поездом на одном направлении поездо-потоков:
Т = Т + Т + Т + Т + Т + Т +
п груз пасс приг мест с-ф хоз +Тсм + Тстык ( мин) ,
где Т - затраты времени на операции со всеми
грузовыми (участковыми и сквозными) поездами за сутки:
Тгруз = *3 • Кр; + *4 • КДЦ (мин), где Ц, - укрупненные нормативы времени на
операции, выполняемые с одним грузовым (участковым, сквозным) поездом на участке на автономном управлении и оснащенном диспетчерской централизацией соответственно, мин;
^авт, - количество грузовых (участковых, сквозных) поездов, проходящих по станциям направления участка на автономном управлении и оснащенным диспетчерской централизацией, соответственно, в среднем в сутки в годовом исчислении;
Тщкс - затраты времени на операции со всеми пассажирскими поездами за сутки;
Тпасс = ^ N72 + Ч • МДЦ (мин),
где , - укрупненные нормативы времени на
операции, выполняемые с одним пассажирским поездом на участке на автономном управлении и оснащенном диспетчерской централизацией соответственно, мин;
М:2, NДЦC - количество пассажирских поездов, проходящих по станциям направления участка на автономном управлении и оснащенным диспетчерской централизацией соответственно, в среднем в сутки в годовом исчислении;
Тприг - затраты времени на операции со всеми пригородными поездами за сутки:
Тприг = * К7г + *„ • КДЦ (мин), где , - укрупненные нормативы времени на
операции, выполняемые с одним пригородным поездом на участке на автономном управлении и оснащенном диспетчерской централизацией соответственно, мин;
NРтг, - количество пригородных по-
ездов, проходящих по станциям направления участка на автономном управлении и оснащенным диспетчерской централизацией соответственно, в среднем в сутки в годовом исчислении;
Т - затраты времени на операции со всеми местными поездами за сутки:
=ч ■ кет+110. кдЦт (мин),
мест 9 мест 10
где t9, t10 - укрупненные нормативы времени на
операции, выполняемые с одним местным поездом на участке на автономном управлении и оснащенном диспетчерской централизацией соответственно, мин;
NМест, NM¡^m - количество местных (сборных, передаточных, вывозных поездов и диспетчерских локомотивов) поездов, проходящих по станциям направления участка на автономном управлении и оснащенным диспетчерской централизацией соответственно, в среднем в сутки в годовом исчислении;
ТС_Ф - затраты времени на операции с грузовыми поездами, сформированными на станции за сутки:
Те_ф = til ■ + ti2 ■ N™ (мин.), где t , t - укрупненные нормативы времени на операции, выполняемые с одним поездом, сформированным на станциях участка на автономном управлении и оснащенном диспетчерской централизацией соответственно, мин;
Шф,NСЦф - количество грузовых поездов,
сформированных на станциях участка на автономном управлении и оснащенных диспетчерской централизацией соответственно, в среднем в сутки в годовом исчислении;
Ттз - затраты времени на операции со всеми
хозяйственными поездами за сутки и прочими подвижными единицами:
тт=ъ ■ {nz:+кап;:ч )+114 • ^ДЦ+N™ ) (мин),
где t , t - укрупненные нормативы времени на
операции, выполняемые с одним хозяйственным поездом на автономном управлении и оснащенном диспетчерской централизацией соответственно, мин;
Nав:, Nав: , N , N - количество хозяй-
хоз ' п;04^ хоз ' проч iwjm ivwiuv
ственных поездов и прочих подвижных единиц, проходящих по станциям направления участка на автономном управлении и оснащенных диспетчерской централизацией соответственно, в среднем в сутки в годовом исчислении;
Т - затраты времени на операции, выполняемые со всеми категориями поездов (кроме пригородных и хозяйственных) при неисправностях поездных локомотивов и выполнении работ при внеплановой смене локомотивных бригад за сутки:
Г/ -, -.-ав: -,-ав: -,-ав: -.-а: \
= х( N + N + N + N ) +
см V 15 У груз -L У пасс ± У мес: -L У проч/
+U6 х{ N m + Nm + Nm + Nm ), (мин.),
V 16 У груз -L У пасс ± У мест -L У п;оч l
где , - укрупненные нормативы времени на
операции, выполняемые с одним поездом любой категории (кроме пригородных и хозяйственных) участка на автономном управлении и оснащенном диспетчерской централизацией соответственно, мин;
Т - затраты времени на операции с по-
-L с:ык
ездами всех категорий, проходящих через стыковые станции участка, граничащие с другими дорогами (государствами) за сутки:
Т = * х Nав: + /1Ях Nm (мин),
-L с:ык LUI V с:ык И8 J У с:ык
где * , * - укрупненные нормативы времени на
операции, выполняемые с одним поездом любой категории, проходящим через стыковые станции на участке на автономном управлении и оснащенном диспетчерской централизацией соответственно, мин;
Аг: 1\ТЩ - количество поездов, проходя-
N V с:ык5 N V сык
щих через стыковые станции участка на автономном управлении и оснащенном диспетчерской
централизацией соответственно, в среднем в сутки в годовом исчислении.
Из всей загрузки диспетчера выделен незначительный фрагмент работы в нестандартной ситуации - при отказах.
Расчет затрат времени на выполнение операций, связанных с возникновением различных неисправностей:
Т = Т я + Т
-Л- неиспр. -Л- сцб -Л- лок
где Тб - затраты времени на операции, связанные с возникновением неисправностей устройств СЦБ и связи, выдачей и отменой действующих предупреждений;
^ ^ - данную величину предлагается брать
из таблицы расчета укрупненных нормативов времени на комплекс операций, выполняемых поездным диспетчером, в которой указано время на операции, связанные с возникновением неисправностей СЦБ и связи, в которые вошли 9 операций (сек.):
Получение заявок на установление и отмену предупреждений 64,2. Запрос ДСП об исправности технических устройств 18.
Сообщение о неисправностях соответствующим службам 48.
Передача приказа ДСП об аварийной смене направления (о переходе на другие виды связи) 99.
Передача разрешения ДСП на запирание стрелок по маршруту 168.
Передача и запись приказов на выдачу и отмену предупреждений 247,8.
Контроль за работой устройств СЦБ и связи (УКСПС, ПОНАБ) 13,2.
Фиксация на графике исполненного движения времени начала и окончания ограничения в движении 6.
Фиксация на графике исполненного движения неисправностей СЦБ, остановки поезда из-за неисправности и т. д.15,6.
- затраты времени на операции, связан-
Т лок
ные с возникновением неисправностей локомотива и выполняемые при внеплановой смене локомотивных бригад:
Т лок : =г 16 (N пасс +N участ +N сбор+N передат
N + N ),
У вывоз У диср.лок.)
где £ - 11 операций, связанных с возникновением
неисправностей локомотивов:
Запрос локомотивного диспетчера о замене неисправности локомотива 20,4.
Запрос ДСП о причине неисправности локомотива 12.
Запрос ДСП о причине нарушения режима работы локомотивной бригады 15.
Передача ДСП сообщения о месте смены локомотивной бригады 9.
Определение времени на смену локомотива
13,8.
Выбор локомотива, используемого для смены 9,6.
Определение по приложению к графику исполненного движения режима работы и данных о локомотивной бригады 6,6.
Расчет времени работы локомотивной бригады с данным поездом 13,8.
Фиксация на графике запланированного времени прибытия локомотива на станцию смены 4,8.
Фиксация на графике исполненного движения, выбранного места смены локомотивной бригады 4,2.
Фиксация на графике исполненного движения места нахождения готового к работе локомотива 3,6.
2. Анализ расчетов загрузки диспетчера
Данные расчеты не отражают реального положения дел и требуют пересмотра.
Во-первых, взяты только отказы устройств СЦБ, связи и отдельно локомотивов, нет отказов устройств пути, которые по своему воздействию (отрицательному) на график превосходят отказы Ш (изломы рельсов, сгон стыка и т. д.). В начале 2015 г. из 10 отказов В (нагревы букс) в сутки 6 по срабатыванию КТСМ, из 6 срабатываний 4 - было буксы кассетного типа. Неисправность КТСМ 2,3 в сутки, что означает остановку поезда на перегоне, осмотр помощником, выключение вагона и т. д. 1 - 1,5 ч. путь перегона парализован, и диспетчеру приходится организовывать альтернативные способы пропуска поездов.
Во-вторых, не учтены передержки «окон». Сама организация пропуска поездов в «окно» является задачей стандартной, но сложной. Пропуск поездов при передержке «окна» - это еще более сложная задача: затрудненный пропуск во время самого «окна» по одному пути перегона, хоть как-то запланированный в вариантном графике, усугубляется во время передержки. Накопленный по-ездопоток, расставленный по всем станциям участка, закончившееся время работы локомотивных бригад и т. д. крайне осложняют обстановку на участке. Если в такой обстановке возникает отказ, то понадобятся профессиональные действия движенцев, уверенные и точные.
В-третьих, не учтены отказы по службе электрификации и энергоснабжения.
В-четвертых, при возникновении неисправностей локомотивов необходимо увеличивать (вводить коэффициент) время, связанное со сбоем графика.
В-пятых, вообще не учтены технологические нарушения в результате действия или бездействия персонала, из-за которых задержан поезд.
3. Риски в работе диспетчера
Как говорилось в начале, эффективность диспетчерского управления зависит от уровня загрузки диспетчеров. Действия диспетчера в нестандартной ситуации будут зависеть от того, как он подготовлен. От чего зависит уровень подготовленности?
Опытного профессионала, в совершенстве владеющего умением принимать решения, называют экспертом [4]. Как человек становится экспертом? Какую роль в этом становлении играют опытные учителя, врожденные способности, длительность и интенсивность упражнений? Эти вопросы в течение последних лет находятся в центре внимания многих исследователей. Остановимся кратко на некоторых достаточно подтвержденных характеристиках экспертного знания (умения).
Прежде всего, процесс становления эксперта является достаточно длительным. Установлено, что требуется не менее 10 лет, чтобы при благоприятных условиях стать экспертом в какой-либо области профессиональной деятельности. Этот факт является универсальным: он справедлив для таких разных областей, как музыка и шахматы. Композиторы с мировой славой создавали первые произведения высокого уровня не ранее чем через 10 лет постоянного совершенствования. Лучшие гроссмейстеры, чемпионы мира, такие как Г. Каспаров, достигали высот профессионального мастерства не ранее чем через 10 лет постоянного занятия шахматами. Эти примеры можно продолжить.
Исследования показали, что большую роль в становлении эксперта играют постоянные упражнения. Два фактора - время упражнений (в спорте, музыке, шахматах и т. д.) и руководство опытного учителя, особенно на первых ступенях обучения, являются основными. Как выяснилось, природные способности человека - также важный фактор, но они играют существенно меньшую роль и могут быть сильно развиты путем постоянных упражнений, что справедливо для всех людей, не имеющих каких-либо врожденных дефектов. Наблюдения за музыкантами и спортсменами приводят к выводу, что уровень достигнутого ими мастерства прямо пропорционален времени, потраченному на упражнения [5].
4. Исследование допущенных нарушений безопасности
Как скоро диспетчер станет экспертом и будет способен принимать точные ответственные решения, от которых зависит безопасность движения поездов. Выясним, как ошибки зависят от стажа работы. Рассмотрим все нарушения безопасности на сети дорог в 2012 году по вине движенцев (рис. 2).
Как видно из исследования, и на железнодорожном транспорте действует то же правило. Неподготовленный человек с малым стажем работы совершает больше нарушений. Почти половина нарушений 44 % допущена работниками со стажем менее года.
5. Практические рекомендации
Необходимо применить технологию поддержки принятия решений на базе искусственного интеллекта [6].
Технология основана на приоритете отработанной практики, статистики и современных экономико-математических методов, реализованных в виде баз знаний или баз данных в пространстве современных информационных и компьютерных технологий, над другими средствами и методами для успешного выполнения порученных или выбранных заданий.
Искусственный интеллект - это система современных информационных технологий, модели-
рующих некоторые стороны мыслительной деятельности человека при подготовке и реализации решений.
Технология базируется на том, что подавляющее большинство отклонений в работе организаций являются штатными, т. е. повторяющимися, с известным набором решений по их устранению. Нештатные отклонения обычно возникают на базе штатных, поэтому набор решений по их устранению может быть получен путем коррекции штатных методов решений с помощью информационной системы.
В рамках данной технологии работник:
- выбирает или формирует все составляющие искусственного интеллекта для разработки вариантов решений, средств и методов достижения поставленных целей;
- вводит в компьютер исходные данные, требуемые для работы искусственного интеллекта;
- анализирует приемлемость предложенных вариантов, если приемлемых вариантов нет или их мало (1 или 2), корректирует исходные данные, первоначально введенные в компьютер;
- выбирает наиболее оптимальный вариант решения;
- следит за согласованностью выполнения задания.
В случае непредвиденных ситуаций, мешающих выполнению задания, с помощью искус-
Рис. 2. Распределение случаев нарушений безопасности движения поездов в хозяйстве перевозок в зависимости от стажа работы в должности и причастных работников за 2012 год
ственного интеллекта разрабатывает варианты корректировок, выбирает наилучшие и координирует процесс выполнения задания. В случае неготовности компьютерной системы обработать данные по новой ситуации работник берет управление на себя.
Такая система особенно нужна на стыке хозяйств. Недавно образованный Центр управления инфраструктурой тоже может и должен участвовать в организации движения, особенно в период проведения «окон»: будет задействован взаимный контроль, что позволит избежать большинство ошибок.
В настоящее время необходимо создать компьютерные базы экспертных знаний и на их основе разработать систему поддержки принятия решений, в которых прописать алгоритмы действий работников в нестандартных ситуациях для качественного принятия решения [7].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
1. http://edu.dvgups.rU/METDOC/GDTRAN/YAT/UER/U ER/METOD/SHIROKOVA_LAB/WEBUP/frame/fram e_tema1.htm
2. http://tekhnosfera.com/prinyatie-resheniy-po-dispetcherskomu-regulirovaniyu-dvizheniya-poezdov-s-ispo lzovaniem-ekspertnoy-sistemy
3. Методика определения оптимальных границ диспетчерских участков : утв. ОАО «РЖД» от 31.03.2009 / В.Г. Лемешко.
4. Ларичев О.И. Теория и методы принятий решений. М. : Университетская книга : Логос, 2008. 392 с.
5. Лапыгин Ю.Н. Управленческие решения. М. : ЭКСМО, 2009. 448с.
6. Смирнов Э.А. Управленческие решения. М. : РИОР, 2010. 362 с.
7. Воронцов В.И. Информационно-комуникационные технологии в управлении М. : КУПРИЕНКО СВ, 2015. 245 с.
УДК 621.311: 621.321 Закарюкин Василий Пантелеймонович,
д. т. н., профессор, Иркутский государственный университет путей сообщения, e-mail: [email protected]
Крюков Андрей Васильевич,
д. т. н., профессор, Иркутский государственный университет путей сообщения, e-mail: [email protected]
МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, ОСНАЩЕННЫХ БУСТЕР-ТРАНСФОРМАТОРАМИ
V. P. Zakaryukin, A. V. Kryukov
MODELLING OF POWER SUPPLY SYSTEMS WITH BOOSTER TRANSFORMERS
Аннотация. Рассмотрены вопросы моделирования электрических сетей 0,4 кВ, оснащенных бустер-трансформаторами, позволяющими обеспечить нормативный уровень напряжения в удаленных точках сети. Наиболее предпочтительными типами бустер-трансформаторов являются устройства с регулируемой индуктивностью. Они не требуют обслуживания, достаточно надежны и быстро вводятся в эксплуатацию.
Для корректной оценки эффектов применения бустер-трансформаторов требуется разработка адекватных моделей, позволяющих проводить расчеты несимметричных режимов электрических сетей, включающих в свой состав такие устройства. Подобные модели выполнены в рамках концепции решетчатых схем замещения, представленных в работах Иркутского государственного университета путей сообщения и реализованных в программном комплексе Fazonord. Результаты компьютерного моделирования показали применимость бустер-трансформаторов для решения проблем улучшения качества электроэнергии в электрических сетях 0,4 кВ.
Ключевые слова: системы электроснабжения, бустер-трансформатор, моделирование в фазных координатах.
Abstract. Issue 0.4 kV electric networks equipped with the booster transformers allowing to provide the standard level of voltage in remote points are considered. The most preferable types of booster transformers are devices with adjustable inductance. They don't demand service, are rather reliable and are quickly put into operation.
For a correct booster transformers application effects assessment development of their adequate models allowing asymmetrical modes calculations with such devices is required. Similar models can be implemented within the concept of the trellised equivalent circuits presented in works of Irkutsk state transport university and carried out in the Fazonord software.
Results of computer modeling showed the applicability of the booster transformers for the solution of problems of electric power quality improvement in electric networks of 0.4 kV.
Keywords: power supply systems, booster transformer, modeling in phase coordinates.
Введение
Важнейшие требования при эксплуатации распределительных сетей 10(6)/0,4 кВ состоят в поддержании нормативных значений напряжений на зажимах потребителей и минимизации технологических потерь при передаче электроэнергии. Однако в ситуациях, когда необходимо оператив-
ное решение проблемы низкого напряжения на приемном конце протяженной воздушной линии (ВЛ) 0,4 кВ, увеличение потерь отходит на второй план и вполне приемлемым оказывается применение продольных вольтодобавочных трансформаторов (бустеров). Кроме того, использование таких устройств целесообразно при отсутствии воз-