CC BY
10
Список лтератури
1. Ломотько Д.В. Формування неч^ко! бази знань та системи пщтримки прийняття рiшення у пщроздшах залiзниць // Iнформацiйно-керуючi системи на залiзничному транспортi № 2, 2006. - с. 52-58.
2. Быстров А.В., Орел А.М., Баркетов П.А. Формирование признакового пространства систем идентификации объектов на основе применения коэффициента адекватности при нечетком логическом подходе // Современные информационные технологии в научных исследованиях, образовании и управлении. Сборник трудов по материалам III межвузовской научно-методической конференции, посвященной 50-летию СФ РГОТУПС - Смоленск: РГОТУПС, 2005 г. - 284 с.
3. Данько M.I. Виршення проблем удосконалення систем пщтримки прийняття ршень на залiзничному транспорт // Зб. Наукових праць УкрДАЗТ. Випуск 66. Харюв, 2005.
4. Голубев Б.Л. Качественные аспекты привлечения транзитных грузов на российские железные дороги // Современные проблемы совершенствования работы железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов. — М.: РГОТУПС, 2006. Т.1.- 197 с.
5. Ломотько Д.В. Метод ощнки та вщбору неч^ко! шформацп при формуванш систем пщтримки прийняття ршень у пщроздшах залiзниць // Iнформацiйно-керуючi системи на залiзничному транспорт №2, 2007. - с. 3- 9.
6. Ту Дж., Гонсалес Р., Принципы распознавания образов. - М.: Мир, 1978. -
411с.
УДК 656.025:510.223
Лаврухт О. В. доцент (УкрДАЗТ) Прохоров В.М. астрант (УкрДАЗТ)
ПРИНЦИПИ УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГИ УПРАВЛ1ННЯ МАНЕВРОВОЮ РОБОТОЮ НА ОСНОВ1 БАЙЕСОВИХ МЕРЕЖ
Вступ. 1снуючи умови формування ринку транспортних послуг ставлять перед вЫма робггниками зашзничного транспорту питання удосконалення технологи роботи вЫх заизничних шдроздшв з безумовною ор1ентащею !х д1яльност1 на задоволення потреб
вантажовласниюв як з боку своечасно1 доставки вантажiв i забезпечення схоронностi так i надання високого рiвнi сервюних послуг свiтового рiвня.
Основним лшшним пiдроздiлом залiзничного транспорту, який забезпечуе виконання перевiзного процесу е зашзнична станцiя. Саме на станцiях вщбуваеться безпосередне формування i розформування поlздiв i як слiдство на станцш приходиться бiльше нiж 70% часу вщ обiгу вантажного вагона. Вмше управлiння основними технологiчними станцiйними процесами та ращональне використання технiчних засобiв створюе сприятливi умови для реашзаци ресурсозберiгаючих технологiй в перевiзному процесс Таким чином слiд зазначити, що основою роботи залiзничноl станци е маневрова робота, вщ вмiлого керiвництва якою залежить якiсть експлуатацшно1 дiяльностi в цiлому.
Анал1з кнуючих технологш. Станци платять по рахунках за експлуатацда маневрових локомотивiв. Тому для забезпечення економiчно ефективно! роботи колективи станцш повинш бути зацiкавленi в економiчно обгрунтованш кiлькостi локомотивiв для кожного виду робгг. Мiнiмальна кшьюсть локомотивiв може бути розрахована виходячи iз добових витрат локомотиво-хвилин на виконання того чи шшого обсягу робгг i добового балансу часу локомотива, який може бути реально використаний для цього виду роботи [1]:
м=__,
24 (ТТП + Тэк + ТСМ )
де Кн - коефiцiент нерiвномiрностi добового обсягу маневрово! роботи, який встановлюеться за статистичними даними;
^ Вл-ч - сумарнi добовi локомотиво-години для виконання заданого
обсягу маневрово! роботи;
ТТП - сумарний час простою маневрового локомотива у зв'язку з очжуванням початку роботи, год.;
ТЭК - витрати часу на еюшрування маневрового локомотива в розрахунку на робочу добу, год.;
ТСМ - витрати часу на змшу локомотивних бригад за добу, год.
З розрахунюв видно, що визначення ращонально! кшькосл маневрових локомотивiв базуеться на дотриманш розроблено! технологи роботи станци. В процес експлуатацшно1 роботи можуть виникати випадки неращонального використання локомотивiв. Це в основному бувае з-за того, що не виконуеться технолопя роботи не тшьки станци, а
пол^ону залiзницi в цiлому. Тому оперативний пращвник, який приймае рiшення стосовно вибору стратеги подальших дiй (по!зний диспетчер, маневровий диспетчер, черговий по станци...) повинен обрати прiоритети по розподшенню навантажень на маневровi локомотиви на основi свого досвiду роботи та штущи замiсть чiткого технiко-економiчного обгрунтув ання.
На Росшських залiзницях впроваджуеться автоматизована система управлшня мiсцевою роботою (АСУМР), яка дозволяе контролювати та аналiзувати експлуатацiйний процес виконання мюцево! роботи станцiй в тому чи^ i маневрово! роботи у динамщь Але дана система фактично не володiе функцiями тдтримки прийняття рiшень i пристосування до динамiчно мiнливих умов роботи. Зпдно до цього в умовах Укрзадiзницi доцiльно розробити автоматизовану систему управлшня мюцевою роботою з можливiстю реалiзацil системи пiдтримки прийняття рiшень оперативного персоналу з можливютю самонавчання. Основою ще! системи повинен стати комплекс задач ращонального виконання маневрово! роботи.
Постановка задачи На першому етат реалiзацil зазначено! системи е розробка задач, принцишв та технологи функщонування. Таким чином основними задачами, як повинна виконувати система при оргашзаци маневрiв е:
1. Прогнозування обсяпв маневрово! роботи згiдно попередньо! шформаци про надходження вагонiв на станцш та згiдно технологiчних норм часу на навантаження i вивантаження вагошв на самiй станци. При реалiзацil ще! задачi буде одержано можливють, на основi попередньо! шформаци, розподшяти обсяги роботи мiж локомотивами та складацькими бригадами, що надасть можливють рацiонального !х розташування у межах станци. (Аналiзуються данi попередньо! шформаци про надходження поlздiв на станцш у переробку i данi про навантаження-вивантаження на основi яко! обираються найбiльш оптимальнi коли приймання i накопичення. Попередня iнформацiя в процес роботи може змiнюватися згiдно до цього будуть перераховуватися варiанти плану роботи);
2. Вщстеження реального мюцезнаходження маневрового локомотива. Реалiзацiя ще! задачi надасть можливiсть системi визначати найбшьш рацiональнi маршрути пересування при виконаш напiврейсiв з урахуванням по!зного стану. (Аналiзуеться вихiдний стан локомотива (за даними пульт-табло ДСП), кшцевий пункт призначення нашврейсу, прослiдування на станцш вантажних та пасажирських по!здiв маршрути яких пересжаються iз маршрутами маневрових составiв). Цi данi
маневровий диспетчер буде використовувати для найбшьш ращонального використання часу роботи локомотива;
3. Планування обсяпв маневрово1 роботи на основi точно1 шформаци для кожного локомотива з можливютю динамiчного перерозподiлу у випадках оперативних змш. Реалiзацiя ще1 задачi надасть можливють оперативного перерозподiлу обсягiв роботи мiж локомотивами i складацькими бригадами необхщшсть якого виникла у випадку вщхилення попередньо1 шформаци вiд точно1. (Виконуються тi ж самi функци, що й в другiй задачi тшьки з урахуванням реально1 обстановки);
4. Стеження за ходом виконання завдань кожним маневровим локомотивом при безпосередньому дотриманш технологiчних норм часу на виконання операцш. Ця функщя надасть можливiсть вiдстежувати дотримання технолопчного процесу i якiсть виконання завдань, що надасть можливють шдвищити контроль за безпекою виконання експлуатацшно1 роботи, а також дозволить виявляти „вузью" мiсця в технологи роботи. (Постшно контролюеться час на виконання певних операцш шляхом порiвняння iз нормативним i надаються поради для подальших дiй);
5. Вибiр ращонального порядку обслуговування тд'1зних колiй тдприемств. Реалiзацiя ще1 задачi дозволить мiнiмiзувати просто1 вагонiв на станци в очшуванш подавання-прибирання при безпосередньому дотриманш технологи обслуговування тд'1зних колiй тдприемств на основi аналiзу прибуття та вщправлення вагонiв на адресу станци. (Аналiзуеться наявнiсть вагонiв на станци та на шдходах призначених для подавання на шд'1зш колil, а також наявшсть вагонiв на шд'1зних колiях з якими виконанi вантажш операцil. Приймаються технолого-економiчнi рiшення, в основу яких покладено единий технолопчний процес роботи, щодо порядку обслуговування вантажних фроилв);
6. Технiко-економiчне обгрунтування черги обробки поlздiв, якi знаходяться на пiдходi до станцil та по!здв у парках станцil. Ця задача спрямована на визначення рацюнально1 черги обробки поlздiв якi прибувають на станцiю i заходяться в парках станци. (Аналiзуеться термiн доставки вантажiв, призначення за планом формування, наявшсть нитки графжу руху. На основi цих даних обирають рацюнальний варiант виконання маневрово1 роботи);
7. Технiко-економiчнi порiвняння варiантiв обробки поlздiв з замикаючими групами та без них. Задача спрямована на вщшукання ращонального варiанту обробки поlздiв з замикаючими групами та без них. (Аналiзуеться наявшсть замикаючих груп у поlздiв, яю прибувають в розформування. На основi цього аналiзу обираеться варiант, який
забезпечить максимальний технолого-економiчний ефект вiд формування поlздiв з урахуванням прогнозу глибиною не менше нiж на 12 годин) ;
8. Надання зрозумших та обгрунтованих пiдказок оперативному персоналу зпдно виконання експлуатацшно! роботи як в нормальних умовах та i при вiдхиленнi вiд планiв та технолопчного процесу роботи. Реалiзацiя ще! задачi е пiдсумок всiх попередшх задач, тому що саме вона повинна забезпечувати швидке i рацюнальне реагування оперативних працiвникiв на поди. (Надаються, у лiнгвiстичнiй формi, поради та накази щодо виконання заданих обсяпв роботи в рiзних умовах).
Принципи побудови математично'1 модели Для бшьшосп з наведених задач первинна невизначешсть i неточнiсть даних е ключовим моментом, який слiд врахувати при виборi математичного апарату !х вирiшення. Другим ключовим моментом при вирiшеннi поставлених задач в рамках системи тдтримки прийняття рiшень е яюсне прогнозування станiв об'ектiв (маневрових локомотивiв, вагонiв).
Сучасним математичним апаратом, який легко оперуе поняттями невизначеностi, неточностi шформаци при створеннi систем пiдтримки прийняття ршень е Байесовi мережi, як поки що знаходять застосування бшьшою в iнформацiйнiй сферi (байесовi фшьтри). Цей факт пов'язаний з тим, що науково-практичний штерес до них почав пробуджуватись у 80х-90х роках минулого столггтя-з масовим поширенням потужних ЕОМ, хоча першi теоретичш розробки вiдносяться ще до середини XX столггтя.
Байесова мережа це: набiр змiнних об'еднаних графiчною структурою, що об'еднуе змшт, набiр умовних розподшень [2]. Це в свою чергу в нашому випадку дозволить аналiзувати статистичнi данi щодо просто!в, часiв прибуття, кiлькiсть вагонiв, час виконання операцш, побудувати графiчну штерпретащю процесiв слiдування поlздiв по напрямках.
Байесова мережа описуе причинно-наслiдковi зв'язки мiж змiнними. Тобто надае змоги ув'язати процес формування поlздiв з !хтм слiдуванням по дiльницях. Графiчна структура надае простий шлях для позначення цих залежностей i, таким чином, забезпечуе компактшсть при параметризацп моделi. Таким чином можливо простежити дерево подш при просуваннi вагонопотоюв та поlздопотокiв при прямуваннi вщ станцil А до станцil Е (рисунок 1).
Байесовi або iмовiрнiснi мережi мають iмовiрнiсний вивiд. Результати виводу представляють собою iмовiрностi настання подiй, яю представленi змiнними. Вiвiд - це процес розрахунку ймовiрностей моделi, що базуеться на зв'язках модел^ i спостерiгаемих або апрiорних значеннях змшних [3].
Формула Байеса зв'язуе взаемш вiдноснi iмовiрностi подiй:
р{н )= Р(е | Н)Р(Н)
Р(е)
(2)
де е, Н - поди (е - спостереження, Н - гшотеза);
Р(Н)- апрiорна iмовiрнiсть поди Н;
Р(Н|е) - апостерiорна iмовiрнiсть поди Н;
Р(е) - iмовiрнiсть настання поди е;
Р(е|Н )- iмовiрнiсть настання поди е, за умови, що подiя Н мае мюце, (правдоподiбнiсть е при даному Н).
Для здшснення виводу - розрахунку апостерюрних iмовiрностей -необхщш данi апрiорних ймовiрностей для кожно! змшно1 i умовнi iмовiрностi для залежних вузлiв, настання поди в кожному вузлi [4].
Рисунок 1 - Байесова мережа процесу прибуття вагошв на сортувальну станцiю
На рисунку 1 наведена iмовiрнiсна мережа, вивщ яко! - iмовiрнiсть гшотези про вчасне прибуття групи вагошв з одте! сортувально! станци на шшу. Це надасть можливiсть спланувати роботу не тшьки маневрових локомотивiв, а також усiх людських ресурЫв, що задiянi у експлуатацiйному процес найбiльш рацiональним чином. Таким чином зазначена iмовiрнiсна мережа включае змшш, що вiдповiдають гiпотезам про наявшсть потрiбних вагонiв на станци вщправлення - 1, вiдправлення вагонiв вчасно - 2, причеплення-вдаеплення вагонiв на станщях по шляху слiдування-6, виникнення попереджень - 4, 7, вчасне прибуття вагошв -3, 8. ВЫ змшш е спостершаемими змшними.
Висновок. Таким чином одержано модель, яка надае можливють вщстежувати увесь процес прямування поlздiв починаючи з моменту його вщправлення зi станци формування до станци розформування з урахуванням можливих переробок та випадкових факторiв. Перевагою зазначено! моделi е той факт, що вона виконуе прогноз у автоматизованому режимi використовуючи як статистичш даш так i оперативну шформацш з послiдуючою можливiстю самокорегування -тобто можливим е реалiзацiя системи з принципами самонавчання. В результат реалiзацil цiеl моделi можливо бути передбачати точний час прибуття по!зду на станцiю призначення у режимi реальному часу.
Список лтератури.
1. Управление эксплуатационной работой и качеством перевозок на железнодорожном транспорте. Под ред. П.С. Грунтова - М.: Транспорт, 1994. - 543с.
2. J. Pearl, Probabilistic Reasoning in Intelligent Systems: Networks of Plausible Inference. San Mateo, CA: Morgan Kaufmann, 1988.
3. J. O. Berger, Statistical Decision Theory and Bayesian Analysis. New York: Springer-Verlag, 1985.
4. D. Heckerman, "Bayesian networks for data mining", Data Mining and Knowledge Discovery, vol. 1, pp. 79-119, 1997.
