Организация и управление поездной и грузовой работой на полигоне железной дороги тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Организация и управление поездной и грузовой работой на полигоне железной дороги"

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ (МИИТ)

На правах рукописи

^ Г 5 од

КОБДИКОВМАДЕНИЕТ АРИМБЕКОВИЧ . , . ,

- " 1\иг Си

ОРГАНИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ПОЕЗДНОЙ И ГРУЗОВОЙ РАБОТОЙ НА ПОЛИГОНЕ ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ

Специальности: 08.00.28-Организация производства (технические науки) 05.22.08 - Эксплуатация железнодорожного транспорта (включая системы сигнализации, централизации нблокировки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва-2000

Работа выполнена в Казахской академии транспорта и коммуникаций (КазАТК и Санкт-Петербургском государственном университете путей сообщения (СПГУ ПС)

Научные консультанты:

доктор технических наук, профессор Кудрявцев Владимир Александрович (СПГУ ПС)

доктор технических паук Куанышев Бакытжан Муханбетович (КазАТК)

Официальные оппоненты:

доктор технических паук, профессор Шаров Виктор Александрович (ВНИИЖТ) доктор технических паук, профессор Кокурин Иосиф) Михайлович (ИПТРАН) доктор технических паук, профессор Лакин Игорь Капитонович (МИИТ)

Ведущее предприятие:

Октябрьская железная дорога МПС РФ

Защита состоится « »2000 г. в /41 час иу мин на заседании диссертационного совета Д 114.05Л 1 при Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу: 101475, Москва, А-55, ул. Образцова, 15 ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИИТа. Автореферат разослан «ИЗ г.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенный печатью, просим направлять по адресу университета.

"Ученый секретарь диссертационного совета, докт. техн. наук, профессор

А. А. Воробьев

ОШ^-з-о^о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальность работы. Железнодорожный транспорт играл и продолжает играть значительную роль в Республике Казахстан, являясь основным видом транспорта и выполняющим три четверти внутреннего грузооборота. Основная задача железнодорожного транспорта, как ключевой отрасли, своевременное, качественное и полное удовлетворение потребностей в перевозках грузов и пассажиров, повышение экономической эффективности работы. Это во многом определяется достаточно высоким уровнем организации и технологии перевозочного процесса, а также современным состоянием технической оснащенности транспорта.

Развитие внешнеэкономических связей Казахстана, его географическое положение и воплощение в жизнь идеи Евроазиатского «моста» существенно повышают требования к качеству работы железных дорог. Проблема интеграции казахских железных дорог в единый процесс международных перевозок заставляет пересмотреть всю информационно-управленческую систему железнодорожного транспорта республики.

В то же время структура оперативного управления поездной и грузовой работой остается традиционной, при которой оперативные работники заняты сбором и обработкой информации, ее анализом и принятием решений. Это приводит к необходимости дробления транспортных подразделений, участков, районов управления. Длина диспетчерских кругов при этом составляет 150-200 км, что способствует появлению большого числа стыков. Как показывает анализ работы Акмолинской дороги за 1959 - 1993 гг., на долю этих стыков приходится 50-80% простоя поездов по неприему.

В последнее время произошли коренные изменения в структуре и объеме грузопотоков, характеристиках продвижения их между пунктами зарождения и погашения. Уменьшение числа станций переработки вагонопотоков и пунктов смены локомотивов и бригад в пределах полигона приводит к удлинению участков обращения локомотивов, длина которых теперь достигает 650 км и более.

Вместе с тем сложившееся несоответствие структуры и функций оперативного управления условиям эксплуатации технических средств (локомотивов, вагонов, устройств СЦБ и др.) прпвело к несоответствию форм и содержания информации, выдаваемой вычислительными центрами дорог оперативным работникам для решения ими задач управления. Как следствие, эффективность использования ЭВМ в управлении перевозочным процессом не превышает 15%. Другой, не менее важной причиной такого положения является также недостаточная изученность

содержания деятельности оперативных работников. Таким образом, проблемы повышения эффективности перевозочного процесса и наиболее полной использования возможностей современной вычислительной техники требую' разработки принципиально новых подходов к автоматизации процесс; организации поездной и грузовой работы и построению оптимальной структурь диспетчерского управления. Особенно это актуально в условиях создания цетро: управления с использованием современных средств автоматизации на рабочм местах оперативного персонала.

Целью диссертации является разработка основных принципов и теоретически: основ оптимизации диспетчерского управления поездной и грузовой работой > использованием современных средств автоматизации. Реализация ггоставлешго; цели требует решения ряда задач:

1. Создание моделирующего алгоритма технологии работы оперативное персонала для уточнения его функций и содержания деятельности, а также да исследования структуры и технологии управления перевозочным процессом н железнодорожном транспорте Казахстана.

2. Формализация и постановка оперативных задач управления перевозочньи процессом и выбор критериев эффективности их решения с использование? средств автоматизации.

3. Разработка и теоретическое обоснование предложений га совершенствованию технологии информационной деятельности оперативны работников и путей оптимизации диспетчерского управления перевозочньи процессом.

4. Разработка конкретных предложений по совершенствованию структуры : технологии организации перевозочного процесса на основе идентификацм основных его элементов в создаваемой системе автоматизации.

5. Обоснование этапности автоматизации функций оперативных работников управляющих технологическим процессом на полигоне железной дорога с учето? местных условий.

Таким образом, в диссертации решается крупная научная проблем теоретического обоснования и разработки структуры и технологии управлени перевозочным процессом на основе совершенствования информационное обеспечения взаимодействующих оперативных работников, имеющая важно народнохозяйственное значение, связанное с оптимизацией системы управлени железнодорожным транспортом Казахстана.

Методы исследования. Методической основой экспериментальных ] теоретических исследований является системный подход, при котором изучаемы

' 5

явления и события рассматриваются с разных точек зрения с помощью комплекса

различных математических средств и методов. В процессе исследований использоваиы методы математической статистики и теории вероятностей, имитационное моделирование, методы корреляционного анализа и теории массового обслуживания, линейное программирование, а также современные достижения эргономики и инженерной психологии.

Научная новизна. В диссертации впервые разработаны и выносятся на защиту принципы автоматизации функций оперативных работников и технологии работы единого диспетчерского центра управления поездной и грузовой работой на железнодорожном полигоне с учетом местных условий. Они включают разработку:

методики обоснования функций и содержания деятельности оперативных работников по управлению перевозочным процессом и определению уровня их информационной обеспеченности в автоматизированном центре диспетчерского управления;

алгоритмов решения оперативных задач и выбор критериев повышения эффективности автоматизации информационной деятельности оперативных работников по управлению перевозочным процессом;

методвдш оценки деятельности оперативных работников по управлению перевозочным процессом на полигоне железной дороги.

способов решения оптимизационных задач, позволяющих реализовать автоматизированные функции;

структуры и технологии управления перевозочным процессом при автоматизации функций оперативных работников в условиях работы железнодорожного транспорта Казахстана.

Практическая ценность выполненных исследований заключается в возможности реализации разработанных в диссертации рекомендаций по автоматизации функций оперативных работников единого диспетчерского центра управления (ЕДЦУ) поездной и грузовой работой. В частности, результаты исследований уже использованы при организации работы ЕДЦУ на полигоне бывшей Целинной железной дороги Республиканского государственного предприятия (РГП) «Казахстан тешр жолдары».

Разработанные в диссертации методики определения загрузки оперативных работников и оценки качества их работы, а также эксплуатационно-технические, инженерно-психологические и эргономические требования к их информационному обеспечению используются в настоящее время институтом «Казгипрожелдортраис» в проектах совершенствования структуры управления и

технологии организации эксплуатационной работы железнодорожного транспорта Казахстана.

Реализация работы. Материалы настоящего исследования были использовань; при разработке структуры и технологии работы ЕДЦУ, мер пс совершенствованию информационного обеспечения оперативных работниког управления перевозочным процессом в ЕДЦУ «Астана темир жолы» РГТ «Казахстан темир жолдары». Результаты исследования включены в проек: Дочернего государственного предприятия (ДГП) «Казгипрожелдор гране» РГГ «Казахстан темир жолдары» по созданию АДЦУ на железных дорогах Казахстана а также в нормативные материалы ДГП «перевозок» РГП «Казахстан теми] жолдары».

Апробация работы. Основные положения работы доложены и одобрены н, научно-технических конференциях преподавателей АлИИТа и КазАТК (Алматы 1991-1999гг.), на международной научно-практической конференции «Актуальны' проблемы развития транспорта Республики Казахстан» (КазАТК, Алматы, 1996г.; на научно-практических конференциях ТашИИТа (Ташкент, 1995-1997гг.; КарГТУ (Караганда, 1997г.), управления Акмолинской железной дороги (Акмола 1994-1997 гг.), ЛИИЖТ - СПГУ ПС (Ленинград, Санкт-Петербург, 1993, 1997 гг.; Диссертационная работа обсуждалась и получила одобрение на расширенно! заседании кафедры «Организация перевозок» КазАТК (13.10.1999г., пр. №6, I Алматы) и на научном семинаре ««Проблемы проектирования, строительства ; эксплуатации транспортных сооружении» (КазАТК, 1998 г.), а также н объединенном заседании кафедр «УЭР», «ЖДСУ», «КГР», «Информационны системы на транспорте» СПГУ ПС (19.11.1999г., пр. №2, г.Санкт-Петербург).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 36 печатных работь включая монографию, учебник, два учебных пособия. По проблемам диссертаци выполнено б хоздоговорных и 5 госбюджетных НИР под руководством и участием автора.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, сем глав (объединенных в два раздела), заключения, списка использованны источников (209 наименований) и 16 приложений. Объем основной част диссертации составляет 255 страниц текста (включая 38 таблиц и 31 рисунок Приложения состоят из 89 страниц текста (включая 36 таблиц и 16 рисунков).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность проблемы и темы диссертации, приводится общая характеристика проблемы и возможности ее решения, формулируется цель и метод исследования.

Главы 1-4 объединены в раздел I «Проблемы развития системы управления перевозочным процессом на железных дорогах Казахстана».

В первой главе «Изменение экономичеасих отношений и их влияние на условия заботы железнодорожного транспорта» содержится анализ динамики перевозок я показателей использования подвижного состава за 1989-1998 гг., прогноз пассажирских и грузовых перевозок и их влияние на условия управления работой железнодорожного транспорта республики Казахстан.

Приводится общая характеристика существующих систем управления перевозочным процессом на железных дорогах Казахстана.

Исследованиями установлено, что созданные и внедренные современные средства управления перевозочным процессом не оказывают действенного влияния на методы диспетчерского управления, на структуру диспетчерской системы, на распределение функций между ее уровнями и информационное эбеспечение процесса оперативного управления.

В связи с этим возникла необходимость в проведении научных исследований, направленных на совершенствование работы диспетчерского аппарата путем автоматизации их труда и процессов управления на базе вычислительной техники и современных технических средств запроса, отображения и передачи данных, на эснове анализа содержания его информационной деятельности.

Во второй главе «.Современное состояние и проблемы совершенствования управления перевозочным процессом на железных дорогах Казахстана» проведен анализ теоретических и практических разработок по исследуемой проблеме, достигнутых результатов, недостатков в организации информационного обеспечения оперативного персонала и выявлены проблемы совершенствования оперативного управления эксплуатационной работой на железнодорожном гранспорте.

Отдельными вопросами совершенствования и оптимизации перевозочного процесса занимались ведущие ученые К.А. Бернгард, П.Я. Гордиенко, И.И. Васильев, А.К. Угрюмов, Ф.П. Кочнев, И.Б. Сотников, В.М. Акулиничев, А.К. Гихомиров, А.И. Платонов, Е.А, Сотников, В.А. Кудрявцев и другие. В работах >тих ученых среди множества других также решались проблемы организации поездной работы на удлиненных участках обращения локомотивов в условиях

перевода железных дорог на тепловозную и электрическую тягу. Однако, их исследования ограничивались разработкой методологических основ регулирования локомотивного парка в пределах удлиненных участков их обращения, не затрагивая существующую технологию управления в целом. Вопросам автоматизации управления перевозочным процессом посвящены работы А.П. Петрова, В.А. Буянова, Л.П. Тулупова, Г.А. Угрюмова, П.С. Грунтова, Е.М. Тишкина, под руководством и при участии которых разработаны и созданы системы автоматизации управления перевозочным процессом на базе вычислительных центров существующих железных дорог с дистанционной передачей информации, основанные на динамических моделях поездного положения. Исследования этих и других ученых и специалистов направлены в основном на наиболее полную реализацию возможностей современных АСУ по отражению состояния транспортных объектов в реальном масштабе времени. Вопросы информационной загрузки в АСУ рассматриваются для определения необходимого уровня . управляющей информации с целью повышения эффективности работы системы, что достигается путем снижения величины потерь информации из-за возрастания неопределенности при ее преобразовании. То есть надежность системы рассматривается с точки зрения полноты и своевременности предоставления информации, тогда как надежность управления зависит также от действия оперативных работников. В работах В.Н. Пушкина, Л.С. Нерсесяна, Г.А. Платонова, Г.А. Красовского, И.М. Кокурина, Г.М. Иванченко, Г.М. Трошева, А. А. Прохорова, Л.Г. Аверьянова и др. рассматривались вопросы организации труда оперативных работников с точки зрения инженерно-психологических аспектов их деятельности за пультом управления. В работах этих ученых предиагшотся методики определения уровня загрузки операторов в зависимости от уровня технического оснащения.

В работах И.М. Кокурина, Г.А. Красовского, С.А. Шенсизбаева, В.А. Чеботникова, Л.Г. Аверьянова исследована деятельность горочных операторов, дежурных по станции и поездных диспетчеров и определены меры по совершенствованию устройств автоматики и телемеханики.

Содержание труда оперативных работников станций- и отделений дорог рассмотрено в трудах д.т.н. Н.А.Сапунова. Им заложены теоретические основы организации работы оперативного персонала на основе алгоритмизации его деятельности и предложены меры по совершенствованию информационного обеспечения и созданию компьютерных систем обучения и тренажа оперативных работников.

В Казахстане исследования в этом направлении ведутся в Казахской академии транспорта и коммуникаций под руководством автора.

В то же время, на сегодняшний день остаются нерешенными проблемы исследования организации труда оперативных работников на основе создания моделирующего алгоритма перевозочного процесса на железнодорожном полигоне, формализация и выбор критериев эффективности автоматизации его организации, разработки технологии информационной деятельности оперативных работников с целью автоматизации их функций и реализации на этой основе принципиально новой технологии управления перевозочным процессом.

В третьей главе «Обоснование методики исследования управления перевозочным прог/ессом на полигоне железной дороги» приведены результаты разработки имитационной модели и выбора сети . системы массового обслуживания. Созданная имитационная модель предназначена для разработки алгоритма и методики обоснования состава и содержания деятельности группы взаимодействующих оперативных работников центра управления перевозочным процессом.

Перевозочный процесс на железнодорожном транспорте, как объект управления, представляет собой организационно - технический «комплекс», взаимосвязанный технически и технологически. Этот «комплекс» включает подсистемы организации движения поездов, работы локомотивов и локомотивных бригад, организации местной работы, соединенные воедино на базе графика движения поездов.

«Комплекс» в целом не может нормально функционировать без согласования: действий отдельных составляющих и без выполнения общих функций системы в целом. Роль координатора работы всех подсистем, выполняющего также общие функции системы, принадлежит руководителю диспетчерской смены - дежурному по отделению (ДНЦО). В составе диспетчерской смены локомотивный (ТНЦ), поездные диспетчеры (ДНЦ), диспетчер узла (ДНЦУ), станционный или маневровый (ДСЦС, ДСЦ) диспетчеры и другие оперативные работники.

Таким образом, под названием «комплекс управления поездной и грузовой работой» (в дальнейшем «комплекс») на уровне отделения дороги следует понимать совокупность управляющих действий оперативных работников (ДНЦО, ЦНЦ, ДНЦУ, ТНЦ), направленную на высокопроизводительное использование подвижного состава и пропускной и перерабатывающей способности участков, ^злов и станций, и используемых при этом технических средств получения, тереработки и передачи информации.

ю

Количество типов задач, решаемых разными участниками комплекса, и частота возникновений этих задач различно.

В таблице 1 приведены данные о количестве типов задач, решаемых всеми оперативными работниками, и частота их решения, установленные в ходе исследований по Целинной железной дороге при размерах движения до 30 поездов в сутки.

Таблица 1

Количество типов задач и частота решения их всеми оперативными работниками _при размерах движения до 30 поездов в сутки_

Оперативные работники Количество типов решаемых задач Частота решения за смену

ДНЦО 10 16

ДНЦ 6 54

тнц 8 38

Рассмотрим общую блок-схему информационной деятельности ДНЦО при решении им всех логических условий, а также оперативных задач (рисунок 1). На рисунке блоки 2,3,9,11,12,15 представляют логические условия, при соблюдении которых выполняются те или иные функции и вероятности возникновения ситуаций, требующих выполнения этих функций. Блоки 4,6,8,13,14 отражают выполнение функций управления связями, отдельными подсистемами, блоки 1,5,7,10,16 - функции управления «комплексом» в целом. Аналогично могут быть представлены блок-схемы деятельности поездного и локомотивного диспетчеров, которые осуществляют управление соответствующими составляющими «комплекса» управления перевозочным процессом.

Количество необходимой для управления информации зависит от ее содержания и необходимости решения той или иной оперативной задачи и определяется по известной в литературе формуле:

# = Р,%2/>,бит - (1)

/«I

где Р1 — вероятность наступления событий п - число всевозможных исходов.

Из формулы (1) следует, что для определения количества перерабатываемо» информации необходимо вычислить вероятности появления всех возможны? событий, для чего требуется провести многочисленные наблюдения.

Для анализа деятельности оперативных работников произведен сбор \ обработка статистического материала в необходимом объеме согласнс рекомендациям специальной математической литературы. Были выполнень наблюдения за их работой в течение 25-35 смен. Действия работника

Общая блок-схема информационной деятельности ДНЦО

Рисунок 1.

' «

12

сгруппированы по основным оперативным задачам, решаемым ими в процессе управления. В качестве единицы наблюдения и измерения была принята элементарная операция.

Перечни операций определены на основе предварительного изучения функций оперативных работников и описания их деятельности с использованием логических схем-алгоритмов (ЛСА), разработанных в ЛИИЖТе с участием автора.

Детальный анализ технологии решения оперативных задач позволяет формализовать в целом систему управления перевозочным процессом, то есть разработать имитационную модель решения оперативных задач с использованием логической системы.

Как известно, более наглядной формой записи моделирующего алгоритма является его представление в виде блок-схемы алгоритма (БСА), которая содержит цепи последовательно расположенных операторов. В диссертации использованы оба способа (ЛСА и БСА).

Для примера запишем логическую схему алгоритма решения поездным диспетчером оперативной задачи «Оценка и прогноз положения на участке»:

РС2.1=Д1М1ПШД2Р1Т1ДЗР2Т1Ф1А2РЗ|2Д4Р4Т2Д511Ф212Дб, (2)

где Д1- получение от ДНДО указаний о предстоящей работе; М1П1- запрос и получение на дисплей данных прогноза поездного положения на участке; А1- анализ полученных данных; Д2- переговоры с ДСП по телефону о состоянии устройств и работоспособности людей; Р1-имеются недостатки в расстановке людей и неисправности устройств; ДЗ- переговоры с руководителями подразделений о возможности устранения; Р2- устранение неисправностей и недостатков возможно; Ф1- ввод в ЭВМ данных о наличии затруднений из-за неисправностей; А2- анализ сложившейся обстановки; РЗ- требуется согласование ожидаемых размеров движения и времени передачи с соседними ДНЦО и ДНЦ; Д4-переговоры с соседними ДНЦ; Р4- увеличение передачи по стыкам невозможно; Д5- доклад ДНЦО о возможных затруднениях и получение указаний о регулировочных мероприятиях; Ф2- ввод в ЭВМ скорректированного прогноза; Дб- передача ДСП и другим исполнителям общих указаний о предстоящей работе.

На основании приведенной в (2) ЛСА можно написать формулу для расчета продолжительности решения оперативной задачи:

1оп=1д1+1м1-Ка1+1д2+Р1х1дЗ+Р1чхР20а2+1ф1)+РЗх1дЗ+Р2хРЗхР4х1я5-Кф2+1д6,мин (3)

где Ш1 Дм 1,1а1Дд2 дф 1 - продолжительность выполнения одной элементарной операции, мин.

Загрузка работников решением оперативных задач определяется по формуле:

= ,хР.) (4)

где N - количество обрабатываемых поездов за смену;

п -число решаемых оперативных задач;

I; -продолжительность решения ¡-той оперативной задачи, мил;

Р;-частота возникновения задачи управления или вероятность возникновения ситуаций, требующих решения данной задачи, в отношении к одному обрабатываемому поезду.

Из анализа содержания работы оперативного персонала установлены перечень и группы элементарных операций по внешним признакам, исследованы их статистические характеристики и определены математические ожидания продолжительностей выполнения каждой элементарной операции (счет - ^ переговоры- 1д, поиск данных - и, фиксация результатов - извлечение сведений из памяти - сравнение - 1:л и другие).

Дисперсии этих величин также можно определить по формуле:

; (5)

1-1 1=1

где С2 (1Щ), й2 (См)-дисперсии продолжительности элементарных операций.

Вероятность исходов логических условий Р(Ат), рассматриваемых при решении оперативных задач, возникающих прп нескольких событиях, можно определить как вероятность суммы совместных событий:

/=1 / у у к

В общем виде работа «комплекса» по управлению перевозочным процессом может быть представлена в виде модели взаимодействия участков (направлений), станций и узлов. Потоком требований в этой модели являются оперативные задачи (рисунок 2), а обслуживающими устройствами - отдельные подсистемы и элементы «комплекса».

Оперативные Оперативные Оперативные Оперативные

-<Г)-<Г)-<Г)->

Задачи Задачи Задачи Задачи

1 - система регулирования движения поездов на участке (направлении) и подвода поездов к станции (узлу), организация местной работы; 2 - система обеспечения готовых поездов локомотивами и бригадами по участкам (направлениям); 3 - система управления отправлением поездов из станции (узла) и регулирование движением поездов на участке (направлении).

Рис 2. Система массового обслуживания, интерпретирующая работу «комплекса»

Таким образом, составляющие «комплекса» по управлению поездной и грузовой работой следует рассматривать как вероятностную систему (таблица 2).

Таблица 2

Поток требований Сущность обслуживания Обслуживающие устройства

1 2 3

Оперативная задача Решение задачи Справочные материалы

Принятие решения

График исполненного движения поездов

Телефонная связь

Передача принятых решений и распоряжений

Переговоры между ДНЦО, ДНЦ, ТНЦ

Показатели качества обслуживания заявок в СМО при пуассоновско^ входящем потоке и экспоненциальном времени обслуживания определяются пс известным математике формулам.

Таким образом, обоснование функций оперативных работников и и> формализованное описание позволяют произвести расчеты по определеник загрузки «комплекса» решением оперативных задач. Работу «комплекса» пс управлению перевозочным процессом можно отнести к одноканальной систсме массового обслуживания (СМО) с ограниченным временем ожидания, г показателями качества обслуживания заявок в СМО являются среднее врем; ожидания заявки в очереди на обслуживание и среднее время пребывания заявки 1 системе.

В четвертой главе «Исследование деятельности оперативных работников г обоснование путей оптимизации диспетчерского управления перевозочныл процессом» выполнены расчеты по определению затрат времени на решени< оперативных задач в «комплексе» по управлению перевозочным процессом основанные на результатах наблюдений.

Анализ результатов расчетов показывает, что величина средней квадратичного отклонения загрузки оперативных работников решением зада1

управления в «комплексе» (G) находится в пределах от 1 до 23, а коэффициента вариации (Gy) от 0.01 до 0.30 по часовым периодам. С увеличением уровня общей суммарной загрузки значение G снижается, а Gy — повышается. Анализ построешшх графиков зависимости среднего квадратичного отклонения и коэффициента вариации от величины математического ожидания уровня суммарной загрузки указывает на наличие прямолинейной связи между ними.

Расчеты по анализу вероятностных оценок неравномерности загрузки «комплекса» выполнены с помощью интерполяционного уравнения:

а

У=а0 х +я2 х2+-+апх", (7)

из которого находим постоянные коэффициенты - a;(i = 0,... , п) согласно условия наименьших квадратов:

Е(?/-Г,-)2 -» min, (8)

Выражение (7) представляет собой многочлен n-ой степени. Для практических расчетов оказывается возможным использовать лишь его линейную часть;

Л

7=я0 +«] Xj, (9)

В результате произведенных расчетов получаем уравнение:

А

_____ L=iLH+(-5-87>y_, . _ __________Q0L.

На рисунке 3 представлены графики изменения вероятностных оценок неравномерности загрузки оперативных работников (G, Gv) в зависимости от величины изменения уровня его суммарной загрузки, которые подтверждают полученную ранее зависимость между ними.

Исследования обнаруживают значительные относительные колебания значений загрузки оперативных работников выполнением всех операций по часовым периодам. Так, значения коэффициентов вариации, находясь в основном в пределах от 0.177 до 0.587, в отдельных случаях достигают значений от 0.944 до 3.814, что значительно выше аналогичных показателей коэффициента вариации при суммарной загрузке. Это подтверждает результаты наблюдений и вывод о том, что колебания загрузки оперативных работников различными операциями в определенной мере взаимно погашаются.

Как показали наблюдения, степень совмещения оперативными работниками выполняемых операций зависит не только от трудности и частоты их выполнения, но и от объема работы, например, от количества отправляемых составов за смену и их распределения по периодам решения тех или иных оперативных задач.

1(1

СГу 1,0 .

0,5 -

сг . 24_

■ 20

11 5

Т

70

Т-

90

I

100 Хлц.%

80

"I

90

100 Хобд, %

Рис.3. Зависимость показателей вероятностных оценок неравномерности загрузки оперативных работников от уровня их суммарной загрузки

Исследование внутрисменной неравномерности загрузки оперативны работников выполнением основных операций выявило степень влияния указанны факторов на быстроту и качество их работы, что, в конечном итоге, влияет н величину эксплуатационных затрат.

Таким образом, внутрисменная неравномерность количества поездо< отправляемых из основного узла, может быть признана основным переменны! фактором, создающим неравномерность загрузки оперативных работников.

Для подтверждения этого положения рассмотрим характер колебани количества поездов, отправляемых за смену основным узлом. Исходны: статистическим материалом для исследования колебаний количества поездов пр этом являются данные исполненных графиков движения поездов.

Выбор гипотезы о законе распределения внутрисменной неравномерное! отправления поездов из основного узла производился на основании теоретически предпосылок и результатов первичного анализа статистических данны; Обрабатывались материалы выборок по десяти отделениям дорог. В таблице представлены результаты проверки сходимости теоретического и статистическот распределений количества отправления поездов из основного узла.

На рисунке 4 приведен график изменения среднего квадратичного отклонен* Э и коэффициента вариации ву в зависимости от количества поездо отправляемых основным узлом, которые показывают, что абсолютная величш колебаний, характеризуемая величиной в, становится больше, а относительн; величина колебаний, характеризуемая величиной Оу - уменьшается с увеличение количества поездов.

Таблица 3

Результаты проверки сходимости теоретического и статистического распределений загрузки оперативных работников выполнением основных операций

№ Отделения

п/п дороги Р(х2) > 0,1 и,-к? - Л --! 3

2 Я

часовой 3-х часовой часовой 3-х часовой часовой 3-х часовой

период период период период период период

1 Чимкентское 0,3317 0,1057 2,250 4,745 0,125 1,370

2 Джамбульское 0,3136 0,1049 2,839 5,228 0,419 1,114

3 Алматпнское 0,2417 0,1027 4,051 6,315 1.025 1,657

4 Семипалатинское 0,2613 0,1036 3,728 5,985 0.964 1,992

5 Чуйсхое 0,3499 0,1063 2,220 4,315 0,110 1,152

б Карагандинское 0,2772 0,1038 3,391 5,294 0,695 1,147

7 Целиноградское 0,3671 0,1071 2,115 3,986 0,052 0,993

8 Павлодарское 0,2237 0,1021 4,381 6,745 1,190 2,372

9 Кустанайское 0,2954 0,1045 3,062 5,359 0,531 1,179

10 Кокчетавское 0,2597 0,1033 3,920 6,113 0,960 2,056

СТУ А 2,0 _

1,0

-1-1-1-1-г-

50 60 70 80 90 N поезд/сутки

6,0 4,0 2,0

50

60

70

80 90

N поезд/сутки

Рис. 4. Зависимость абсолютных и относительных колебаний количества отправляемых из узла поездов от среднего значения

Аппроксимирующие кривые для этих зависимостей подобраны аналогично по ормулам (7-9).

В результате вычисления корреляционной зависимости между размерами движения и частотой решения основных оперативных задач получены уравнения: Г=2.34+0.48ы+0.008и2, (11)

Г=-0.94+0.31м+0.003и2, (12)

Величины коэффициентов корреляции составили для обеих операций 0.82, чтс показывает на наличие устойчивой зависимости.

Для определения продолжительности решения оперативных задач, также необходимо также определить вероятности Р1 исходов логических условий 1 алгоритмах деятельности оперативных работников. Всего установлено У логические условия.

Для их расчета сделаны выборки из материалов наблюдений за работо£ оперативных работников, графиков исполненной работы и движения пс исследованным отделениям дорог на протяжении 20 смен. В результат* установлены количество технических устройств, поездов, число случае] отклонений от графика движения и размеров приема и передачи поездов отклонений от графика оборота локомотивов и бригад, случаев нарушения режим: работы и отдыха локомотивных бригад и другие данные, участвовавшие в расчет) плана поездной и грузовой работы.

Например, установлено количество: локомотивов, рассматриваемых пр] расчете плана (находившихся в узле), - 293; локомотивов, время гототтосп которых больше времени готовности поезда к отправлению, - 58; локомотио£ направление следования которых не совпадает с назначением поезда, - 9 локомотивов, продолжительность межремонтного периода которых меньш времени предстоящей работы, - б; количество периодов прогноза - 726; количествI случаев, когда общее количество локомотивов меньше требуемого по расчету, 73. Находим:

Р(Л,)=—=0.2, Р(Л7)=—=0.03, Р(А,)=—=0.02, Р(Л4)=~ = 0.1 1> 293 V 2> 293 1> 293 V 4> П6

Р, = (0.2 + 0.03 + 0.02+0.1) -0.2 х 0.03 - 0.2 х 0.02 - 0.2 х 0.1 -

0.03x0.02-0.03x0.1-0.02х0.1+(0,2x0.03x0.02x0.1)=0.3

Вероятность исхода Р1 будет равна 0.3 (Р] =0.3).

Аналогично определены вероятности - Р1 и других логических условий.

В таблице 4 представлены значения всех вероятностей в алгоритмах решени оперативных задач.

Таблица 4

Значения вероятностей логических условий в алгоритмах решения оперативных задач

Won W1U16 Wiu Wt.t \VK6 WIUI

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Pi To Pi Тплб Pi Тил Pi tro Pi tp6 Pi tp.i

Р, 0.3 P* 0.3 Р» 0.8 Рч 0.3 P?7 0.1 P29 0.5

Р2 0.5 Pi. 0.3 Pj, 0.7 P2S 0.2 P;«- 0.5 P™ 0.5

Рз 0.2 P,o 0.1 Pw 0.2 Pw 0.95 P31 0.5

Л 0.5 Pn 0.3 Р>з 0.8

Р5 0.2 Pi 2 0.9

Р5 0.2 Pl3 0.9

Р; 0.2 Pi 4 0.3

Pi 5 0.3

Pl6 0.8

Pn 0.3

Pi 8 0.8

Pi 9 0.8

Won \Vre16 Win

13 14 15 16 17 18

Pi Ton Pi Тпл Pi Ток

Pi 0,85 P5 0.02 P, 0,16

Pi 0,15 Ps 0,98 P7 0,84

Po 0,65 P9 0,22 P* 0.06

P2 0,35 P9 0,78 P« 0,94

Рз 0.2 P10 0.06 P! 0,20

p, 0,8 p5 0,18 P, 0.80

Р4 0.75 p6 0.82 P, 0,22

p. 0.25 P5 0,78

Большое количество составляющих элементарных операций (6-8 тысяч за смену) обуславливает незначительную величину дисперсии и коэффициента вариации (0,006). Эго позволяет при определении загрузки оперативных работников пользоваться математическим ожиданием величин tun, Т3.

Таким образом, разработан алгоритмический метод определения количественных характеристик элементарных операций и действий, характерных для описания деятельности оперативных работников с использованием вероятностного подхода. Это позволяет определить их общую загрузку решением оперативных задач. То есть, разработана методика оценки деятельности оперативных работников по управлению перевозочным процессом на основе латистико-вероятностного анализа. Это, в свою очередь, позволяет осуществить выбор критериев повышения эффективности автоматизации информационной теятельности оперативных работников.

Технология деятельности оперативных работников по управлению теревозочным процессом в «комплексе» имеет следующую последовательность.

1. ДНЦО выполняет оценку и прогноз положения на отделении дороги на >снове аналогичных оперативных задач, решаемых ДНЦ и ТНЦ. После окончания щенки и прогноза всеми участвующими в решении оперативных задач, ДНЦО

делает свой анализ, принимает решение и дает указание подчиненны диспетчерам;

2. ДНЦО прогнозирует использование «ниток» графика отправления поез; из основного узла на основе выполненных расчетов ДНЦ (планирование пропу

4 поездов по узлу, организация работы сборных, вывозных, передаточных поездо диспетчерских локомотивов) и ТНЦ (планирование обеспечения локомотивам] локомотивными бригадами составов, подготавливаемых к отправлению);

3. ДНЦО осуществляет контроль использования запланированных «нип графика отправления поездов из основного узла на основе решения задач: Д (организация пропуска поездов по узлу), ТНЦ (решение об использовал локомотивов, прибывающих в узел и выходящих из депо);

4. В случае возникновения возможного срыва ДНЦО вырабатывает меры выполнению плана поездной работы в основном узле на основе решения за, ДНЦ (организация пропуска поездов по узлу) и ТНЦ (решение об использова! локомотивов, прибывающих в узел и выходящих из депо и контроль соблюде! режима работы бригад, организация подмены бригад, имеющих нарупш режима работы);

5. ДНЦО осуществляет контроль использования «ниток» графика в дру: пунктах зарождения поездопотоков и определение мер по устранен затруднений на основе решения задач ДНЦ (планирование пропуска поездов

. узлу) и ТНЦ (планирование обеспечения локомотивами и бригадами состав подготавливаемых к отправлению);

6. ДНЦО осуществляет контроль выполнения сменно-суточного пл; грузовой работы по результатам решения задач ДНЦ (планирование месл работы на узле и организация работы сборных, вывозных, передаточных поездо диспетчерских локомотивов).

Кроме указанных задач ДНЦО осуществляет корректировку суточного план составление проектов сменного плана поездной работы.

Данная схема решения оперативных задач и формула для расч продолжительности их решения являются основанием для определения затру суммарных затрат времени на решение оперативных задач в «комплексе».

Поскольку задачи в составляющих «комплекса» «Оценка и прогноз положи в узле» работниками ДНЦО, ДНЦУ, ДНЦ, ТНЦ решаются параллельно, за ос» берем те, на которые затрачивается больше времени, и добавляем завершают действия ДНЦО:

Аналогично записываются выражения для определения продолжительности >ешения и других задач.

Подставив значения, определяем:

1опднц=77,4+30+14+262,3+0,6x49,5+0,6х0,55( 14+] 6,9)+0,55x69+0,6x0,55x0,42x82,4+67,9 -67,6+0,6(0,6х(51,2+24,1)+0,21 хО, 15x90,4+24,1+16,3 = 697,87с = 11,6 мин и т.д. Результаты расчета сведены в таблицу 5.

Таблица 5

1ериодичность и продолжительность решения оперативных задач диспетчерским аппаратом

-Гомера >ешае- ¡адач Время на решение одной задачи ДНЦ.ТНЦ/ ДНЦО, мин Периодичность и частота решения Размеры движения / продолжительность решения

10 20 30 40

1 10,16/1,47 4/4 40,64/5,88 40,64/5,88 40,64/ 5,88 40,64/5,88

2 4,55/6.25 По каждому поезду / 4 45,5/25 91,0/25 136,5/25 172,0/35

3 7,44 / 5,67 По каждому поезду и локомотиву / Каждые 30 мин - до 20 раз 74,4/114,4 148,8/ . 114,4 223,2 / 114,4 297,6 / 114,4

4 4,13/3,15 По мере возникновения затруднений / По каэадому поезду -/31,5 -/63,0 -/ 123,9 -/126,0

5 4,55/5,65 По каждому поезду 1 2-3 раза 45,5/ 16,95 91,0/ 16,95 136,5/ 16.95 172,0/ 16,95

б 4,13/3,25 4-5 раза /3-4 раза 20,65/ 13,0 20,65/ 13,0 20,65/ 13,0 20,65/ 13,0

Итого 433,42 630,32 856,61 1004,12

Как видно из таблицы 5, суммарная загрузка «комплекса» по управлению перевозочным процессом превышает допустимую норму при размерах движения более 20 пар поездов за смену.

Однако, оперативные работники в процессе решения оперативных задач чередуют выполнение отдельных операций либо совмещают их, а также имеют возможность выполнить отдельные операции с той или иной степенью заблаговременности или отставания по отношению к соответствующему эксплуатационному событию. Таким образом, неравномерность выполнения отдельных операций взаимно погашается.

Проведенные исследования подтвердили предположения о том, что закономерность колебания общей суммарной загрузки оперативных работников может отличаться от закономерности колебания его загрузки выполнением отдельных операций.

Для оценки качества выполнения управляющих функций оперативных работников в этих условиях используем формулы (7-9).

Подставляя в формулы характеристики поступающего на обслуживание в СМО потока требований, получаем показатели качества обслуживания оперативных задач в «комплексе» по управлению процессами перевозок при различных размерах движения поездов.

Ожидание

Пребывание

=о_М}+олП = 002ч

ож 2х5,4х(1-0,2)

/20 = ож 2х5,4х(1-0,27) ,30 = 0А^±0Л5Ъ = ОО6ч ож 2x5,4х (1-0,4)

,40 =М>ф±°^ = 0,16Ч

ож 2х5,4х(1-0,6)

ож 2х5,4х(1-0,7)

ож 2х5,4х(1-0,77) '

,10=0^0±0^=012Ч с 2x1,08x0-0,2)

/20_0,27х(1+0,252)_013,; <= 2х1,4бх(1-0,27) '

с 2х2,16х(1-0,4)

,40_ОМНОД5Ъ_024ч с 2хЗ,Зх(1-0,6) '

50 0,7х(1+0,25 ) л„„

Г= ——-—--- = 0,33ч

с 2хЗ,75х(1-0,7)

/60=0Л7х(1±А25^ = 043ч с 2х4,1бх(1-0,77) '

Как видно из расчетов величина ожидания обслуживания в «комплексе» оперативных задач становится значительным -при размерах движения 30 и 40 пар поездов в смену.

На практике это наиболее ощутимо сказывается на операциях «Контроль использования запланированных «ниток» графика отправления поездов», "Подготовка и принятие решения об использовании локомотивов, прибывающих, в узел и выходящих из депо", когда имеет место простой поездов в ожидании отправления и непроизводительный простой локомотивов в узле из-за недостатка времени для анализа и принятия наилучших регулировочных мер. Наблюдения показали, что оперативные работники в моменты загрузки, превышающей необходимое время для выполнения операции, как правило, не полностью решают оперативные задачи по оценке и прогнозу положения на отделении, анализу наличия, состояния и готовности поездов, локомотивов и бригад, прогнозированию использования «ниток» графика отправления поездов и обеспеченности их локомотивами и бригадами, либо вовсе упускают их. Указанная ситуация в работе «комплекса» обусловлена также неравномерностью отправления поездов из узла, закономерности колебания которых установлены в работе.

Таким образом, оперативные работники при принятии необходимых решений не имеют возможности эффективно воздействовать на процесс управления поездной и грузовой работой из-за недостатка времени и информации, возрастает число ошибок, которые приводят к эксплуатационным потерям. Это обусловливает необходимость разработки эксплуатационно-технических

требований по автоматизации рабочих мест оперативных работников, что может быть выполнено на основе проведешюго в данной работе исследования технологии работы оперативных работников.

Для разработки конкретных мероприятий при этом валено определить суммарную величину затрат времени на выполнение элементарных операций в оперативных задачах. Так, суммарная продолжительность выполнения операции :чета можно определить по формуле:

if,=03)

i-¡

"де к - количество решаемых задач;

с - затраты времени на операции счета при решении соответствующей задачи; - вероятность исхода логических условий.

Как показали расчеты, в величину общей загрузки входит большое количество лементарных операций. Оперативные работники решают от 100 до 200 леративных задач за смену, в каждую из которых входят от 5 до 25 элементарных пераций, а общее количество элементарных операций, выполняемых за смену, оставляет от 1,5 до 4,0 тысяч единиц. Распределение элементарных операций по родолжительности их выполнения приведены на рисунке 5.

30,2

119

283,2

60,1

60,0

зо,(К

41,7

10,0

90,0

>4,0

10,0

103

50,0

103,2

30,0

16,2 2,0

ш

передача фиксация указаний результатов исполни- расчета телям (ввод в ЭВМ)

стоворы считывание поиск дан-с графика ных (полуданных ченне на дисплей)

счет проход сравнение доклад к ДНЦ результатов ДНЦО расчета и (ДГС) выбор решения

--до внедрения АРМ работников;

- после внедрения АРМ оперативных работников.

Рис. 5. Диаграмма распределения элементарных функций во времени до и после внедрения АРМ оперативных работников

Основную величину загрузки оперативных работников при этом составляют переговоры (56,0%), поиск данных в документах (19,2%) и счет (19,1%). Это обосновывает первоочередную необходимость автоматизации указанных операций.

Расчеты показывают, что в условиях автоматизации выполнения операций счета, переговоров и фиксации результатов работы загрузка оперативных работников сокращается до 53%.

Таким образом, определение функций и содержания деятельности оперативных работников и формализованное описание алгоритма решения оперативных задач на языке логических схем в зависимости от структуры и уровня управляемой системы гшвояяег произвести расчет продолжительности операций, составляющих его загрузку, установить их вид и удельный вес в информационной деятельности оперативных работников, выбрать соответствующие технические средства для облегчения их выполнения, периодичность и формы представления данных на рабочие места, разработать математическую постановку наиболее трудоемких задач. Это позволяет автоматизировать их решение и сформулировать эксплуатационно-технические требования к разработке проектов по созданию автоматизированных рабочих мест для оперативных работников.

Г лавы 5-7 объединены в раздел 2 «Основные направления оптимизации диспетчерского управления перевозочным процессом на железнодорожном полигоне».

Пятая глава «.Пути повышения эффективности управления перевозочным процессом на железнодорожном полигоне» посвящена вопросам повышения эффективности управления перевозочным процессом путем совершенствования организации информационной деятельности оперативных работников и автоматизации наиболее трудоемких функций по решению оперативных задач.

Анализ выполненных исследований позволяет установить как удельный вес оперативных задач в общей загруз® диспетчеров, так и определить очередность их решения, с также их технологическую и' информационную взаимосвязь. В частности, изучение стругаурь алгоришов решения оперативных запач (таблица 5) показывает, что в состав 2 и 5 групп задач имеющих значительный удельный вес в общей загрузке оперативных работнике! (18,82% и 20,62%), входит задача «Планирование обеспечения локомотивами I бригадами составов, подготавливаемых к отправлению». В состав же 3 группь задач, составляющей 41,03% от общей загрузке оперативных работников, входи-задача «Решение об использовании локомотивов, прибывающих в узел 1 выходящих из дедо». Оперативные задачи по планированию работы локомотиво) и локомегшвных бригад являются наиболее важными и решающими в работе «комплекса» п<

управлению перевозочным процессом, что подтверждается также практикой эксплуатационной работы железнодорожного транспорта. Следовательно, автоматизация выполнения этих операций во многом определяет структуру и технологию работы «комплекса» по управлению перевозочным процессом.

Разработанная последовательность работы локомотивного диспетчера по планированию работы локомотивов и локомотивных бригад приводится на рисунке 6, где в блоках 1,2,4,31,32 отражено решение задач 1 группы, в блоках 3,7,8,10,15,28,30,32,34 - задачи 2 и 5 групп, в блоках 4-6,8,12-17 - задачи 3 группы, в блоках 7,8,31-36 - 4 группы и блоках 7,32 - задачи 6 группы (см. таблицу 5).

Для исследования и. математической постановки оптимизационных задач использованы методы линейного программирования.

В рассматриваемой последовательности работы локомотивного диспетчера составы, подготовленные к отправлению по «ниткам» графика движения поездов, а затем составы с прикрепленными к ним локомотивами (со своими моментами готовности) играют роль «потребителей», а, соответственно, локомотивы для первого и бригады для второго случаев (так же со своими моментами готовности) играют роль «поставщиков», подобно транспортной задаче о назначениях.

Предположим, что объект расчета на трех - четырех часовой период состоит из К смежных станций, на которых перецепляются локомотивы (К = 1, 2,...,К), меняются бригады (V, К = 1, 2,...,К) и с которых отправляются составы (поезда) (К, Б =1,2,...,К).

Все станции являются одновременно «поставщиками» локомотивов и бригад и их «потребителями». Каждая К-тая станция характеризуется числом локомотивов - тк, числом бригад - дк, числом составов - пк, при этом должно выполняться условие:

ЛГ = Еи* = б = Е<?»=Л/ = 2от». К = Х2,..,к-, (14)

Ы1 М Ы

Таким образом, имеет место одно и то же число локомотивов, бригад и составов, различающихся только своими моментами готовности и станциями чринаддежности:

аЛ - момент готовности ¡-го локомотива на К -той станции, й„ - момент готовности .¡-го состава в -той станции, с1,л. - момент готовности 1-той бригады V -той станции.

Заметим, что в том случае, если число составов, бригад и локомотивов не >авны, например .V > О > М, то вводится дополнительное число фиктивных ¡ригад (М-О) и фиктивных локомотивов (М-М) с большими (нереальными)

Блок-схема решения оперативных задач локомотивным диспетчером района управления АДЦУ по управлению перевозочным процессом

Выбор локомотива

моментами готовности и далее решаем задачу относительно N = 0-М составов, бригад и локомотивов.

Для каждой станции необходима следующая информация о локомотивах бригадах (поездах).

1. План отправления поездов на предстоящий период планирования (составь прикреплены к «ниткам» графика).

2. Фактическое наличие локомотивов на станции на начало период планирования (номер локомотива, время прибытия, время прохода контрольноп поста, время готовности, депо приписки).

3. Фактическое наличие локомотивных бригад на станции (фамили машиниста, наименование депо (резерва), время начала работы и окончани отдыха).

4. Ожидаемое прибытие поездов (номера поездов, предполагаемое врем; прибытия, номера локомотивов, депо приписки, фамилии машинистов, врем: начала работы, наименование депо (резерва)).

5. График постановки локомотивов на плановые виды ремонта (номер; локомотивов, вид ремонта, момент начала ремонта).

6. Нормативно-справочные данные (время выполнения технологически:? операций с локомотивами на станции, норма простоя на ремонте по сериян локомотивов и видами ремонта, время непрерывной работы бригад, среднее врем; хода поездов по участкам).

Требуется минимизировать функцию, отражающую эксплуатационньк затраты, связанные с простоем составов и работой локомотивов и локомотивные бригад:

к Пк к П, к Ч,

Е I I I 05)

..1 \=1 ^=1

где С - стоимость простоя локомотива, состава, бригады;

X - количество локомотивов, состава, бригады (0 или 1);

1к' У ' /у " порядковый номер локомотива, состава, бригады;

КДУ - текущие индексы станций принадлежности локомотивов, составов, бригад. Минимум функции должен удовлетворять следующим условиям:

к ГПь

ы ¡м

к П.

п.

У ТУ л = 1,К = 1,к,5к = V = 1,к, 1„ =

>

(16)

* <7.

I -1.к = 1.Мк = 1.1Ш.5 ^X =

У=1 ^ =1

есть один локомотив обслуживает один поезд, одну бригаду; один поезд служивается одной бригадой, одним локомотивом; одна бригада обслуживает ин поезд, один локомотив. Отрицательное значение функции не имеет физического смысла:

При оценке оптимальности прикрепления локомотивов и бригад к составам л .честве критериев рассматриваются технологические нормы простоя жомотивов, бригад, составов, готовых к отправлению и продвижения жомотивов и бригад резервом, приведенные к единому стоимостному шерителю (в тенге). Целесообразность выбора этих критериев подтверждается 1зличпыми расчетами планирования работы локомотивов и бригад.

Задача оптимизации работы локомотивов и бригад многоиндексная (в данном гучае трех-индексная) задача и является достаточно сложной, требующей эставления специальных, машинных программ.

Для реализации решения поставленной задачи на ПЭВМ был разработан тгоритм расчета и составлена программа. Отладка программы и расчеты роводились на рабочих местах оперативных работников ЕДЦУ Акмолинского тделения перевозок РГП «Казахстан темир жолы». Также подготовлен тладочный численный пример для 3-х станций, 8 локомотивов, бригад, составов, дя которого выполнен ручной расчет.

Реализация этой задачи управления в составляющей «комплекса» по ■правлению перевозочным процессом позволит вести в ЭВМ УВК локомотивную годель для закрепленных локомотивов района в целом. Увязывается воедино план юездообразования и вывода поездов по всем станциям района управления, а для гаждого локомотива рассчитывается время его очередного захода в депо. По ггогам моделирования для каждого локомотива разрабатывается план поездной заботы, который предоставляется на АРМ оперативных работников по ;оответствующим установленным формам. Вновь разработанная технология управления перевозочным процессом позволяет значительно снизить загрузку эперативных работников решением задач управления.

(17)

Для количественной оценки повышения качества управления перевозками в

условиях автоматизации функций оперативных работников по решению зада

управления произведены расчеты на основе логических схем алгоритмов зада1

Результаты этих расчетов в таблице 6.

V Таблица

Периодичность и продолжительность решения оперативных задач

Номера групп оперативных Задач Время на решение одной задачи ДГЦ, ДПДТ/ДПЦС. мин Периодичность и частота решения ДГЦ, ДГЦГ/ДГЦС Размеры движения 1 продолжительность решения, мин

10 20 30 40

1 2,0/1,31 4/4 . 8,0/5,24 8,0/5,24 8,0/5,24 8,0/5,24

2 2,0/3,78 По каждому поезду / 4 20/7,12 40/7,12 60/7,12 80/7,12

3 4,1/2,13 По каждому поезду и локомотиву / Каждые 30 мин - до 20 раз 41/42,6 81/42,6 123/42,6 164/ 42,6

4 1,65/1,44 ГТо мере возникновения затруднений/По каждому поезду -/14,4 -/28,8 -/43,2 -/57,6

5 2,14/2,44 По каждому поезду/ 2-3 раза 21,4/7,32 44,8/7,32 64,2/7,32 85,6/ 7,32

6 2.30/1,8 4-5 раза / 34 раза 11,5/7,2 11,5/7,2 11,5/7.2 11,5/7.2

Итого 160,62 244,0 387,38 399.34

Расчеты показывают, что в условиях автоматизации выполнения задач управления загрузка оперативных работников сокращается на 53% (рисунок 7). На практике это ведет к упорядочиванию информационной загрузки, то есть, количество информации не снижается, а повышается ее достоверность и

720 700

600 580

500 400 300

200

20 30 40 50 60 Nn, поезд/сутки

720 ____Продолжительность смены; 580 _______ Допустимый уровень загрузки;

_ Загрузка в существующих условиях; ____________Загрузка при улучшении информационного

обеспечения.

Рис.7. Загрузка оперативных работников

Загрузка, мин/смена днцу/

JP*

/

___________ днцу.,/ — /

ДНЦО __________ ............—...... _____—.......

улучшается качество предоставления, фиксирования и хранения. Это товышаег оперативность в принятии решений, то есть, оперативные работники получают юзмсвкность действовать в условиях, когда практически исключены моменты дефицита ¡ремени, повышается своевременность решения задач управления до 0,9, т. е. на 0,1 и более.

В новых условиях меняется удельный вес задач управления в общей загрузке шеративных работников. Они будут иметь возможность больше времени уделять )ешеник> таких задач, как «Оценка и прогноз общего состояния системы», ¡Прогнозирование использования «ниток» графика отправления поездов» и (ругим, направленным на улучшение качества управления эксплуатационной >аботой по всему полигону. Это, в свою очередь, позволяет увеличить гротяженностъ участка, контролируемого оперативными работниками, а также порядочить их внутрисменный режим труда и отдыха и внедрить ысокоэффективные технологические процессы.

Шестая глава «Организация работы полигона железной дороги в условиях ;унщионирования АДЦУ» посвящена вопросам организации поездной и грузовой аботы полигона железной дороги путем повышения эффективности нформационной деятельности оперативного персонала. Такая организация озволяет сочетать централизованное управление системой (районом, участком) с окальным управлением объектами (станция, поезд).

Переход на двухуровневую систему оперативного управления на л<елезной эроге оптимизирует оперативное диспетчерское управление перевозочным роцессом. Одновременно с осуществлением принципа централизации ;уществляется концентрация диспетчерского руководства поездной и грузовой 1ботой. С этой целью в отдельных объектах управления выделяются елезнодорожные направления полигона железной дороги, примыкающие к ;яозным поездообразующи.м узлам, которым присваиваются наименования шонов управления. Основные технологические факторы: величины заполнения >опускной и перерабатывающей способности участков и станций, входящих в гспетчерский круг; конфигурация участков обращения локомотивов и работы 1игад; схема развоза местного груза; экономическая инфраструктура района и >угие.

Важным элементом при этом является закрепление парка поездных комотивов за районами управления. Это дает возможность выхода локомотивов

удлиненные плечи обращения. В то же время сохраняется единый спетчерский контроль на всем пути обращения, что создает условия для более

з;

эффективного регулирования локомотивным парком и работой локомотивных бригад.

Техническая характеристика существующей структуры и расчетные данные условий организации перевозочного процесса при оптимизации диспетчерской управления на рассматриваемом полигоне железной дороги, а также результать: расчетов по определению штата оперативных работников в новых условия? приведены в таблице 7. Как видно из таблицы, штат оперативных работники может быть сокращен на 47+55%.

Концентрация диспетчерского руководства предусматривает централизованное диспетчерское руководство всей поездной и грузовой работой дороги из АДЦУ который является самостоятельным подразделением Главного управление перевозок (рисунок 8).

Таблица'

Техническая характеристика и расчетные данные условий организации перевозочного процесса на полигоне железной дороги

Существующие дислстче рские круги

Про тя-

но-стъ, км

Количество ДЩ

Участки обращения локомоти воз, вид

тяги, протяжен -ностъ, КМ

Расчетные возможности увеличения зоны обслуживания оперативных работников (ДГЦ) при размерах дарения, пар поездов

20

40

60

70

100

Потребное количество оперативных работников (ДГЦ) на удлиненных участках при существ уюши: размерах движения

Караган да-Анар

Аиар-Сороко * Вая

Акмола-Аккуль

Аккуль-К-Боровое

К. Боровое •Кокчетав Кокчгтав-Новоиц

Новоиш.-Пресно Горьк,

Моинты-Жарик

Жарык-Б.Михай Ловка

Моннты* Сары-Ша)ан

Сары-Шага н-Чиганак

Чиганак-

Чу

152 ~82~

105

"ТгГ "то" "шГ "Ж

215

121

Одш Д1Щ па каж дый диспетчере кий крут и

по одно тДНЦО и ' ТНЦ на отде лени яхлере возок: ДНЦО-4едТНЦ-4 ед.

126

140

Электрическая: Караганда-Новои-

1ШШ-

ская-Пресио-

горь-ковская 873 км

Чу-Караганда 766 ш

При размерах движения до 68 поездов на участке за смену требуется один ДГЦ

ДГДС - 1 ед ДГЦТ -1 ед ДГЦ-1-2 ед

Тоже

Экибастуа -Ерме:гтау 166 Эшбас- туз-Тобол-Железо-руд ная 1019 км То же

Ерментау-Сороковая 127

Ахмола-Ат€асар 229

Атбасар-Есиль-Аркалык 364

Есиль-Тобоя 148

Уровень загрузки ДГ'Д мин 167,8 | 231,5 | 295,2 | 375,8 | 462,4 | 554,8 | 652,5 | 805,1

Кустанай- Тобло-Жетыгара 205 Тепловозная: Тобол-Жетыгара 109км При размерах движения до 58 поездов на участке за смену требуется один ДГЦ Управляет ДГЦ участка Экибастуз-Тобол-Железорудная

Ерментау-Айсары 220 Ермеотау-Айсары 220 км

Есиль-Аркалык217 км

Кулунда-Павлодар 138 Итого 35 ед. Экибастуз-Кулунда 292 км 1 ед

Павлодар-Эккбастуз 154

Кустаяай-Золотая Сопка 166 Железоруд ная-Кустакай-Золотая Сопка-Повоишимс кая 435 км 1 ед.

Кустанай-Новоигпи мекая 223

Кокчетав-Пстпропае ЛОВСК 195 Кокчетав-Пегропавлов ск-Кзылту 391км 1 ед

Кокчетав-Кзылту 196

Моинты-Саяк 338 Моинты- Саяк Жарык-Жезказган Караганда-Карагайлы 1036 км 1 ед

Жарык-Жезказган 428

Караганда Карагаклы 280

Итого 35 ед. Итого 13-16 ед

Уровень загрузки ДГЦ, мин | 212,6 297,1 | 381,6 | 466,1 | 550,6 | | |

Узловые днц Б.Михай ловка-Караган да-Сорт. 1 ед 1 ед

Павлодар -ваго-нораспре делитель 1 ед 1 ед

Узловой ст. Павлодар 1 ед 1 ед

Узловой ст. Экиба стуз 1 ед 1 ед

Угловой ст. Акмо-ла-Соро-ковая 1 ед 1 ед

Узловой ст. Тобол 1 ед 1 ед

Итого 6 ед. Итого 6 ед

Всего 41 ед. Всего 19-22 ед

Организационная структура ЕДЦУ

ВД

ЕДЦУ

Уровень ЕЦУ РГП «КТЖ»

ЦДГГ

ЦЦГМ

ДГТ

Уро 1ень район 1 ЕДЦУ

X

ДГМЦ

ЦДГЦЕ ДЦГЦГ ЦДГЩ дцщэ

X

дгс

ДГТЦ

ДГЦ

гс=г

ццгщл

ВК управления АРМ г Ц Информационное табло] ВК управления табло

КТС

I Система оперативной и автоматической связи И

Центральное табло ДЦ

ВК управления табло

УВК АРМ

С

Линейное управление ДЦ

Устройство СЦБ

ДСП, ТЧД, ВЧД, дежурный персонал дистанции

Рисунок 8.

' 35

Оперативное руководство в АДЦУ осуществляется главным диспетчером Главного управления (ЦДГТ) на основе данных о ходе выполнения заданных размеров поездной и грузовой работы, а также других данных, получаемых с помощью вычислительной техники.

В каждом районе управления руководство работой оперативно диспетчерского аппарата выполняется старшим диспетчером района управления (ДГС), который непосредственно подчинен ЦЦГГ. Он планирует эксплуатационную работу для района управления, координирует работу диспетчерского аппарата по выполнению плана работы и указаний руководства и доводит их до сведения диспетчеров (рисунок 8).

ДГС получает информацию о выполнении эксплуатационной работы подразделениями района, ему оперативно подчинены диспетчеры по эксплуатации СЦБ, энергоснабжения и по ремонту пути.

При таком построении структуры АДЦУ в аппарат начальника оперативно-распорядительного отдела Главного управления перевозок (ЦДГ) вводятся должности его заместителей по оперативному планированию эксплуатационной работы, численность которых зависит от объема перевозок.

Оперативные работники Главных управлений, связанные с организацией надежного технического обеспечения перевозочного процесса железной дороги (пути - ЦДГЦП, электро- и энергоснабжения - ЦДГЦЭ, сигнализации и связи -ЦДГЦШ и др.), образуют в АДЦУ оперативную группу обеспечения информацией о состоянии эксплуатируемых в их зоне устройств и подвижного состава, оперативно подчиненных ЦДГГ и начальникам соответствующих служб.

Функциональные особенности диспетчерского персонала АДЦУ различны, что приводит к различному набору состава технических средств каждого АРМ. Состав технических средств АРМ диспетчерского персонала одного из районов управления АДЦУ приведен в таблице 8.

Таблица 8.

Состав технических средств АРМ диспетчерскою персонала района управления АДЦУ

Условное Секция Сек- Модуль Модуль Клавиа- Алфавитно-

обозначе- управ- ция индика- индика- тура цифровой

Пользователь ние ления свя- ции цве- ции цве- позици- дисплей

пользоват зи тной 1 тной 2 онная

еля (МИЦ-1) (МИЦ-2)

1 2 3 4 5 6 7 8

Старший сменный диспетчер РУ ДПДС - 4- + + + +

Поездной дгц + + + + + +

диспетчер (узловой)

1 2 3 4 5 6 7 8

Локомотивный диспетчер дгцг - + + ■ + +

Диспетчер по организации местной работы ДГЦМ + 4- + +

Диспетчер по организации пассажирских перевозок ДГЦЛ + + + +

Диспетчерский персонал на предлагаемых АРМ может получить необходимую информацию для выполнения всех функций управления,

Структурная схема АРМ поездного диспетчера показано на рисунке 9, а размещение АРМ в АДЦУ на рисунке 10.

Выходные формы АРМ ДГЦ, выдаваемые на дисплей и печать показаны в таблицах 9,10.

Таблица 9

Перечень выходных форм АРМ, выдаваемых на дисплей и на печать ДГЦ

Шифры и Краткое содержание предоставленных данных Частота

наименование выдачи за

документов смену

2101Д Прогноз Количество поступающих на участок поездов, наличие

положения на опозданий и нарушения режима работы бригад, количество

участке сдаваемых поездов на следующие участки, превышение средних размеров над графиковыми размерами движения 4

2201ДП Данные о поступающих на участок поездах и отправляемых с

Приложение к участка: номера, время поступления (отправления) индекс,

графику количество вагонов, вес брутто, состав по роду вагонов

исполненного (груженых, порожних), номер локомотива, шифр и фамилия 90

движения машиниста, время окончания работы

2202Д План Прогнозный график пропуска поездов по участку,

пропуска поездов рекомендации по обгону и по вводу поездов в график

по участку 90

2301ДП График График исполненного движения поездов, количество

исполненного отклонений, причины, показатели графика 1

движения поездов

2302Д Пропуск Графическая схема станции с указанием поездного положения

поездов по состояния устройств, нарушения ДСП при реализации плана

станциям пропуска 90

2303Д Положение Станция или перегон дислокации поезда на момент запроса,

поезда по его состояния, причины отклонений от ГДП

времени и месту 12

МИЦ-1

МИЦ-2

АЦЦ

Позиционная клавиатура Алфавитно-цифровая клавиатура

Место для ведения записей

|^|Крссдо |[ Рис. 9. Автоматизированное рабочее место поездного диспетчера

□ О о о □ о

СП СЗ Ш Q И И

Условные обозначения:

Rv I -табло; 14—1 - АРМ ДГЦС; I I I -АРМДГЦМ,

1X1 -АРМОРУ; I I -АРМДНЦ; I-Í -АРМДЩТ.

Г^И - АРМ ДГЦЛ; H¡¡§¡ - АРМ тренажер;

Рис. 10. Вариант размещения автоматизированных рабочих мест в АДЦУ

Таблица 10

Ориентировочные объемы данных в выходных документах_

Шифр документа Количество знаков в Максимальное Максимальный объем

строке количество строк десятичных знаков

2101Д 70 40 2800

2201ДП 130 60 7800

Старший диспетчер района управления (ДГС) организует и координирует работу группы диспетчеров своей смены по выполнению плана работы района управления, обеспечивает беспрепятственный пропуск транзитных поездов и поездов, образующихся в районе управления, выполнение местной работы, а

• 3

также регулировочного задания по сдаче порожних вагонов, подготавливает исходные данные для составления плана на следующую смену.

ДГЦ значительно больше времени уделяет организации пропуска поездов ги участку. Средства автоматизации АРМ освобождают его от традиционного сборе частичной переработки информации и ведения рабочей документации. Такш образом, ДГЦ имеет возможность моделирования работы и поиска оптимальны вариантов пропуска поездов. Ведение и анализ графика исполненного движения, также расчет показателей выполняется автоматически по команде ДГЦ.

Повышение технического вооружения информационного обеспечения пр решении задач управления и выбора оптимальных решений приводит к переход от "компенсаторного" управления к управлению "предвидения". Возрастав организующая роль оперативных работников района управления в АДЦЬ расширяются их творческие возможности с одновременным повышением качеств и культуры управления. Своевременное представление требуемой информаци для автоматизации функций управления, учета и контроля обеспечивает едино управление ~ по всему району и участкам обращения локомотивов, позволяс повысить уровень своевременности решения задач управления. .

При концентрации диспетчерского руководства сокращаютс эксплуатационные расходы, улучшаются информационные потоки, как качественном, так и в количественном отношении, что связано с внешним воздействиями и внутренними изменениями объекта управления. Улучшаете взаимодействие подразделений железной дороги и снижаются простои и стыковых пунктах и по неприему станциями.

Сложность управления диспетчерскими участками обусловливаете техническими факторами. К числу таких факторов относятся количество станцш производящих операции по погрузке и выгрузке, передаче вагонов на подъезд! ш: пути. Размещение станций на Целинной дороге влияет на формирована диспетчерских участков и при этом учитывается ряд факторов.

Во-первых, увеличение протяженности участка и количества станций на нег увеличивает объем информации, передаваемой диспетчером.

Во-вторых, выработка регулировочных мероприятий также зависит от чисх станций, вслсдствие чего при увеличении их количества возрастает объе вторичной информации.

В-третьих, на сложность управления большое влияние оказывают категори станций, ограничивающих участок. По назначению станции оказываю воздействие на основные несущие функции участков. Кроме того, от категори станций зависит объем перерабатываемой информации. Наиболее желательны

вариант при АДЦУ, когда границами районов управления являются технические станции.

В седьмой главе «Экономическая эффективность АДЦУ» решаются вопросы расчета экономической эффективности от внедрения АДЦУ за счет улучшения технических показателей работы, сокращения продолжительность каждого этапа процесса управления: сбор, передача, обработка информации, выработка решений и команд управления. Оперативное воздействие на перевозочный процесс уменьшает потери при отклонениях от технологических норм и снижает затраты на достижение цели. В результате повышается роль человека, как элемента системы. Человек освобождается от выполнения вспомогательных и рутинных работ.

К факторам, влияющим на экономическую эффективность применения АДЦУ, можно отнести: информационное обеспечение, основанное на автоматическом получении объективной и своевременной информации о перевозочном процессе; повышение качества оперативного планирования; максимальный учет потребности перемещения грузов хозяйствующими субъектами различных форм собственности в сфере материального производства; ускорение разработки, принятия и реализации оптимальных управленческих решений, обеспечивающих ритмичную работу по организации процессов перевозок в целях своевременного удовлетворения перемещения грузов; общее повышение производительности труда и сокращение числа управленческих работников. Производственный эффект от внедрения АДЦУ достигается за счет улучшения использования подвижного состава, оборудования и постоянных средств, сокращения трудовых ресурсов.

Капитальные затраты на создание АДЦУ складываются из двух частей: затрат на разработку предложений и их внедрение (Кг/1) и капитальных вложений на закупку передовою оборудования (КкА):

КА=КпА+КкЛ. (18)

Годовой экономический эффект от внедрения вычислительной техники при планировании мероприятий по внедрению АДЦУ определяется по формуле:

Э = С1 ± СЛ+Ен (И - Кл) + Энх; (19)

где Сл- снижение годовых эксплуатационных расходов по ¡-му элементу затрат, тыс. тенге; СА- изменение годовых текущих расходов, связанных с обработкой информации, тыс. тенге; Ен- нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений в новую технику (Ен = 0,15); Ю- экономия капитальных вложений а сфере эксплуатации по 1-му элементу затрат, тыс. тенге; КА- капитальные вложения, связанные с внедрением АДЦУ, тыс. тенге; Энх-годовой эффект, получаемый вне транспорта, тыс. тенге.

В таблице 11 приведены результаты технико-экономических 'расчета» эффективности внедрения АДЦУ.

Таблица

Технико-экономический расчет эффективности внедрения АДЦУ

№ п/п Наименование Единицы Результат измерения

I. Натуральные показатели

1. Суммарное сокращение трудовых затрат при внедрения АДЦУ Тыс. чел-ч 173,3

2. Сокращение численности оперативных работников на район управления Человек ■83

3. Суммарное сокращение простоя поездов при внедрения АДЦУ Тыс, поездо- ч 23,02

4. Суммарное сокращение простоя вагонов Тыс. ваг- ч 2703,5

5. Суммариое сокращение простоя докомотивов Тыс. док.- ч 68.8

6. Сокращение непроизводительного пробега локомотивов Тыс. лок,- км 947,4

7. Сокращение парка локомотивов на 1 район управления Локомотив 8

8. Высвобождение вагонного парка Вагон 474

9. Увеличение суточных размеров передач по стыкам Вагон 428

10 Дополнительные погрузочные ресурсы Тыс. вагон 86.5

2. Экономические показатели

1. Капитальные затраты иа создание АДЦУ Тыс. тг 24200

2 . Капитальные затраты на разработку и внедрение АДЦУ Тыс. тг 1400

3. Капитальные вложения, связанные с внедрением АДЦУ Тыс. тг 22800

4. Годовой экономический эффект от внедрения АДЦУ Тыс. тг 51357.86

5. Срок окупаемости Лет 0,8

6. Расчетный коэффициент экономической эффективности 1,28

7. Годовая экономия эксплуатационных расходов Тыс. тг 42200,62

8. Экономия капитальных вложений Тыс. тг 24577,12

9. Внетранспортный эффект ort экономии оборотных средств Тыс. тг 22404,7

10. Эксплуатационные расходы, связанные с обработкой информации на ЭВМ Тыс. тг 17932,5

11. Годовой прирост прибыли Тыс. тг 29252,62

12. Экономия фонда зарплаты ' Тыс. тг 5203,44

Существенное изменение структуры управления является наиболее важнъ влияющим фактором при расчете экономической эффективности перехода централизованному диспетчерскому управлению поездной и грузовой работой ; дорожном уровне. Эффективность обеспечивается в условиях дефицита ресурсс Оперативность управления достигается за счет мощной развитой свя: центрального узла.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований предложен ряд новых научнь положений в области оперативного управления перевозочным процессом. Сре; них:

создание моделирующего алгоритма для исследования перевозочно) процесса, что позволило выполнить формализацию и постановку оперативнь задач и выбрать критерии эффективности их решения в условиях автоматизации;

разработка технологии информационной деятельности оперативных работников с использованием современного технического и программного обеспечения;

создание методики совершенствования структуры и технологии организации поездной и грузовой работы при концентрации диспетчерского управления путем идентификации управляемых объектов в системе автоматизации функций оперативных работников;

разработка мер по совершенствованию управления перевозками на полигоне железной дороги с учетом местных условий и с использованием современных информационных технологий;

предложение способов поэтапной атвоматизации функций оперативных работников как на уровне решения ими задач управления, так и на уровне "комплекса" в целом.

Результаты выполненных исследований в целом могут быть квалифицированы как теоретическое обоснование и решение крупной научной проблемы создания технологии управления перевозочным процессом в АДЦУ, которая имеет важное народно-хозяйственное значение, связанное с совершенствованием системы оперативного управления на железнодорожном транспорте. .

Основные научные выводы диссертации заключаются в следующем:

1. Важным направлением повышения эффективности управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте является расширение использования средств автоматизации управления. При этом следует постоянно совершенствовать информационную деятельность оперативных работников и технологию их работы в условиях широкого применения ЭВМ, а также структуру организации оперативного управления поездной и грузовой работой.

2. Разработанная методика исследования информационной деятельности оперативных работников путем формализованного описания с применением логических схем алгоритмов позволяет комплексно проводить анализ и оценку качества их работы, а также наиболее полно учитывать факторы, влияющие на загрузку диспетчерского аппарата при решении им задач управления. В результате установлено, что:

составляющие "комплекса" по управлению поездной и грузовой работы следует рассматривать как вероятностную систему (СМО);

основными показателями качества обслуживания оперативных задач (заявок) в СМО являются среднее время ожидания заявки в очереди на обслуживание и :рсднее время пребывания заявки в СМО;

исследование обнаруживает значительные относительные колебания уровня загрузки оперативных работников решением задач управления в границах от 0,177 до 0,587, а в отдельных случаях от 0,984 до 3,184, что существенно влияет на качество их работы, а, следовательно, и на величину эксплуатационных затрат;

величина ожидания, обслуживания заявок в "комплексе" становится значительной (от 0,16 до 0,33) при размерах движения 30-40 пар поездов и может составить более половины времени нахождения заявок в СМО.

3. Выполненный анализ расчетов загрузки оперативных работников и оценка качества решения ими оперативных задач по управлению перевозочным процессом позволил сформулировать требования к совершенствованию их информационного обеспечения. Суть этих требований заключается в следующем: на первом этапе необходимо автоматизировать выполнение элементарных операций на уровне решения отдельных оперативных задач, что позволяет сократить загрузку оперативных работников до 53%; далее следует осуществлять постановку и решение оптимизационных задач на уровне составляющих "комплекса" (например, автоматизация решения оперативных задач по управлению работой локомотивов и локомотивных бригад), имеющих удельный весболее 80% в общей загрузке "комплекса", что создает возможность организовать и вести в автоматизированном режиме динамическую модель управления их работой на полигоне железной дороги.

4. Выполнение исследований позволяет обосновать и разработать новые требования к созданию АРМ оперативных работников на базе существующих АСОУП, подсистем АСОУП (ОКДЛ, ОКДБ), АСУСС с учетом современных эргономических и психо-физиологических условий оформления рабочих мест. Так, необходимо оборудовать соответствующим составом технических и программных средств АРМ диспетчерского персонала районов управления АДЦУ. Эти средства должны позволить автоматизировать следующие функции:

оперативное управление (сбор оперативной информации, анализ возможных решений оперативных задач, реализация принятых диспетчером решений);

функциональный контроль (обеспечение оперативного функционального контроля за состоянием объекта или отдельных его параметров, а также за исправностью технических средств);

информационно-справочные (запрос и получение информации о состоянии объекта или его отдельных элементов, а также передача, прием и формирование символьной и графической информации);

ввод информации (оперативный ввод символьной информации).

• 43

В итоге предложена новая технология информационной деятельности

теративных работников по управлению перевозочным процессом с широким «^пользованием компьютерной техники.

5. С учетом использования предложенных мер обоснована необходимость «менения существующей структуры управления перевозочным процессом на келезнодорожном транспорте. При этом следует учитывать условия повышения »ффективности организации перевозок, интеграцию в международную систему /правления перевозочным процессом по географическому положению, развитие экономики и выполнение обязательств по обеспечению сохранности и своевременной доставке грузов.

6. Исследованием обосновывается методика создания новых границ диспетчерских участков по условиям обеспечения оптимальной загрузки эперативных работников решением задач управления, соответствия этих границ технологии и организации перевозочного процесса, а также техническому эснащенгао железнодорожного транспорта. Основными элементами методики являются:

определение величины протяженности участка с учетом количества станций и их категории, величины перегонных времен хода и объема обрабатываемой информации;

выработка регулировочных мер но управлению работой локомотивов и локомотивных бригад;

оценка ресурсов подвижного состава по условиям гарантийного безопасного пробега и другие.

7. В результате исследования предложены основные принципы создания АДЦУ на основе действующих систем ДЦЦУ на железных дорогах зарубежных лран, осуществлен выбор систем диспетчерской централизации и даны рекомендации по поэтапному созданию АДЦУ на железных дорогах Казахстана. При этом установлено, что:

критерием выбора системы диспетчерского управления, кроме общепринятых гребований к АРМ оперативных работников, является также надежность и наличие полного комплекта компонентов системы (АРМ ДНЦ, ЭЧЦ); другими критериями являются возможность сопряжения с каналами действующих систем 'НЕВА" и "ЛУЧ" и взаимодействия с ВЦ дорог по задаче АСУЛП, а также их ;тоимость. По этим критериям предпочтение следует отдавать российским :истемам ДЦ;

оптимизацию диспетчерского управления поездной и грузовой работы на эснове автоматизации перевозочного процесса необходимо осуществлять в 2

этапа: на первом этапе автоматизировать решение отдельных оперативных задач и на втором - осуществлять постановку оптимизационных задач по комплексном) моделированию технологии управления перевозочным процессом в целом.

8. Технико-экономические расчеты по оценке экономической эффективное^ АДЦУ показывают, что существенные изменения в структуре управлени являются наиболее важным фактором и обеспечивают эффективность в условия: дефицита ресурсов. Повышение оперативности управления достигается за сче мощной развитой связи цетрального узла. Реализация предлагаемых мер позволяе достичь экономиечекого эффекта 51,4 млн. тенге в год, при этом срок окупаемос-п инвестиций составляет 0,71 года.

Основные положения диссертации освящены в следующих опубликовании: работах:

1. Кобдиков М.А., Намазбаева Г.Н. Вопросы развития рыночных форм в отношениях потребителями услуг железнодорожного транспорта. - Алматы: Гылым. 1998. - 43 с.

2. Кобдиков М.А. Формирование границ районов оперативного управления перевозочньп процессом на базе АРМ оперативных работников // Сб. тр. Науч.-практ.кож] «Актуальные проблемы развития транспорта PK», КазАТК, Алматы, 1996. - С.4-12.

3. Кобдиков М.А., Мусгапаева А.Д. Структура оперативного управления перевозочньп процессом в АДЦУ .//Тр.Караганд.Гос.Техн.университета. - Вып.2. - Караганда. - 1997. • С. 211-215.

4. Кобдиков М.А., Сергеев С.С. Эргономические требования к автоматизированном; рабочему месту локомотивного диспетчера отделения дороги (АРМ ТНЦ). / Совершенствование технических средств и методов оперативного управлени: движением поездов. Межвуз. сб. науч. тр. - Вып. 219/ 58. - Алма-Ата, 1989. - С.35-36.

5. Сапунов H.A., Кобдиков М.А. Улучшение условий труда и информационной обеспечения локомотивных диспетчеров отделений дорог //. Пути иктенсифнкацш перевозочного процесса на железных дорогах Дальнего Востока: Межвуз. Сб. научн трудов,- Хабаровск: ХабИИЖТ, 198S. - с. 83-84.

6. Сапунов H.A., Кобдиков М.А. Текущее регулирование работы локомотивов и бригад < использованием методов линейного программирования / Деп. в ЦНИИТЭИ МЛ( 30.07.86, №3451, реф. Опубл. В РЖ ВИНИТИ «Жел.-дор. Транспорт», 1986, «6,- ре4 63111-86, 15 с.

7. Кобдиков М.А., Сапунов H.A. К вопросу об организации автоматизированного рабочей места локомотивного диспетчера отделения дороги. П Повышение эффективносп эксплуатационной работы железных дорог Урала и Сибири. Межвуз. Сб. науч. тр. Под ред. П.Р. Потапова, Новосибирск, 1988.-е. 42-44.

8. Кобдиков М.А. Методика оценки процесса диспетчерского руководства работой

локомотивов н локомотивных.бригад // Тр.Караганда. Гос.Тех. университета. - Вып.2,-Караганда. - 1997. -С.218-223.

9. Кобдиков М.А., Мустапаева А.Д. Исследования деятельности оперативных работников отделений и управлений железных дорог по управлению перевозочным процессом. //Тр.Карапшд.Гос.Техн.университета. -Вып 2.-Караганда. - 1997. - С. 215-218.

10. Кобдиков М.А. Улучшение условий труда и информационного обеспечения локомотивных диспетчеров отделений дорог. // Межвузовский сборник научных трудов, Хабаровск, 1985. -С.1-3.

11. Кобдиков М.А. Пути повышения эффективности работы локомотивного диспетчера. Структура АСУ ж.д. транспорта. //Межвуз. сб. науч. статей, Гомель, 1986.

12. Кобдиков М.А, Мустапаева А.Д. Работа в автоматизированной системе оперативного управления перевозочным процессом. Алматы.: КазАТК, 1998. -140 с.

13. Кобдиков М.А. Автоматизированное рабочее место узлового диспетчера при АДЦУ.// Сб. тр. науч.-прак. конф. "Актуальные проблемы развития транспорта РК". - Вып.1. -КазАТК, Алматы, 1996. - С. 17-25.

14. Мустапаева А.Д., Кобдиков М.А и др. Совершенствование эксплуатационной работы железнодорожного транспорта на основе автоматизированного диспетчерского центра управления.// Сб. тр. науч.-практ. конф. "Транспортники Казахстана на пороге 21 века", Центр "Академия социологов" при КазАТК, Тауар, Алматы, 1996. - С.25-30.

.5. Кобдиков М.А., Мустапаева А.Д. Основные положения организации автоматизированного диспетчерского центра управления // Сб. тр. Науч.-практ. Конф. «Актуальные проблемы развития транспорта РК. - КазАТК. Алматы, 1997. С. 25-32.

6. Кобдиков М.А., Карсыбаев Е Е. Выбор рациональных реконструкций сортировочных станций в условиях спада объемов переработки вагонов // Сб. тр. науч.-праюг. конф. «Актуальные проблемы развития транспорта РК. - КазАТК. Алматы, 1997. С. 25-29.

7. Кобдиков М.А. Карсыбаев Е.Е. Системное проектирование конструкций комплекса расформирования // Сб. тр. науч.-практ. конф. «Актуальные проблемы развития транспорта РК. - КазАТК. .Алматы, 1997. С. 48-51.

8. Кобдиков М.А. Основные положения организации АДЦУ // Сб. Деп. науч. раб. Алматы;

1994. Вып.5-. С. 132. КазГосИНТИ 5566-Ка94. Э. Кобдиков М.А,, Ахметов Е.Т. Структура оперативного управления перевозочным процессом в АДЦУ // Сб. тр. науч. - практ. конф. «Актуальные проблемы развития транспорта РК», КазАТК, Алматы. 1996. С.25-26.

20. Кобдиков М.А., Мустапаева А.Д., Ах иегов Е.Т. Совершенствование эксплуатационной работы в АДЦУ // Сб. тр. Науч..Вып.I. Юбил. науч.- метод, конф. «Актуальные проблемы развития транспорта РК. КазАТК. Алматы, 1996. С.12-17.

21. Кобдиков М.А. Оперативность - главное в системе управления процессами перевозок// Новь Турксиба, Алматы, 1997, №10.

22. Кобдиков М.А Вопросы формирования структуры управления оперативной работой ш железнодорожном транспорте // Новь Турксиба, Алматы, 1997, №14.

23. Кобдиков М.А. Формирование границ районов оперативного управленш перевозочным процессом на базе АРМ оперативных работников.// Сб. тр. науч. - прахт конф. "Актуальные проблемы развитиятранспортаРК". - КазАТК, Алматы, 1996. -С.22.

24. Кудрявцев В.А., Кобдиков М.А. Решение задачи оптимизации прикрепление локомотивов и бригад к поездам в оперативном режиме на полигоне ж,д. с применениен ЭВМ. // Межвузовский сборник научных: трудов, вып. 196/43.Ташкент, 1985г. 4 с.

25. Кобдиков М.А. Вопросы автоматизации рабочих мест оперативных работнико] диспетчерского центра управления // Тр. Караганд. Гос. Техн. университета. - Вып. 3. -Караганда - 1998.-С. 255-257.

26. Кобдиков М.А. Методика формирования процесса диспетчерского руководства работой локомотивов и локомотивных бригад в ЕДЦУ. П Тр. Караганд. Гос. Техн. университета - Вып. 3. - Караганда. - 1998. - С. 234-239.

27. Кобдиков М.А., Бекжанов З.С. Диспетчерское руководство движением поездов и работе» локомотивного парка. КазАТК, Алматы, 1998. - 49 с.

28. Кобдиков М.А. Оптимизация диспетчерского руководства на основе выбора критерие эффективности автоматизации перевозочного процесса. - Алматы: Гылым. 1999. - 287 с

29. Кобдиков М. А. Организация автоматизированных рабочих мест оперативных работнико с точки зрения эргономических требований // Сб. науч. тр. «Современные проблем! управления процессами перевозок на железнодорожном транспорте». - КазАТК Алматы, 1999. С. 39-44. .

30. Кобдиков М.А. Влияние изменений экономических отношений в ходе рыночных рефорг на условия работы железнодорожного транспорта Казахстана // Сб. науч. тр «Современные проблемы управления процессами перевозок на железнодорожно! транспорте». -КазАТК. Алматы, 1999. С. 45-46.

31. Кобдиков М.А., Мустапаева А.Д. Анализ действующих систем АДЦУ на железны дорогах зарубежных стран // Сб. науч. тр. «Современные проблемы управленл процессами перевозок на железнодорожном транспорте». - КазАТК. Алматы, 1999. С

' 47-50.

32. Кобдиков М.А., Мустапаева АД. Экономическое развитие и современное состояли железнодорожного транспорта Казахстана // Сб. науч. тр. «Современные проблем)

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: доктора технических наук, Кобдиков, Мадениет Аримбекович

Перечень сокращений, условных обозначений и терминов 4 Введение

Раздел 1 Проблемы развития системы управления перевозочным процессом на железных дорогах

Казахстана

1. Изменение экономических отношений и их влияние на условия работы железнодорожного транспорта

1.1 Динамика перевозок и показатели использования подвижного состава

1.2 Прогноз перевозок грузов и пассажиров

1.3 Рыночные реформы и проблемы совершенствования оперативного управления перевозочным процессом

1.4 Выводы

2. Современное состояние и проблемы совершенствования управления перевозочным процессом на железных дорогах Казахстана

2.1 Общая характеристика существующих систем управления на железных дорогах Казахстана

2.2 Краткий анализ действующих систем АДЦУ на железных дорогах зарубежных стран

2.3 Развитие теории и практики управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте

2.4 Выводы

3. Обоснование методики исследования управления перевозочным процессом на полигоне железной дороги

3.1 Обоснование понятия «комплекс» в системе управления перевозочным процессом

3.2 Исходное положение и обоснование методики разработки имитационной модели

3.3 Выбор сети системы массового обслуживания для исследования и оценки качества работы «комплекса» по управлению перевозочным процессом

3.4 Выводы

4. Исследование, анализ деятельности и обоснование путей оптимизации диспетчерского управления перевозочным процессом

4.1 Анализ факторов неравномерности загрузки оперативных работников

4.2 Определение затрат времени на решение оперативных задач в «комплексе» по управлению перевозочным процессом

4.3 Оценка качества решения оперативных задач в «комплексе» по управлению перевозочным процессом

4.4 Выводы

Раздел II

Основные направления оптимизации диспетчерского управления перевозочным процессом на железнодорожном полигоне

Пути повышения эффективности управления перевозочным процессом на железнодорожном полигоне Совершенствование информационной деятельности оперативных работников путем автоматизации функций по решению оперативных задач

Разработка алгоритма оптимизации выполнения функций по управлению перевозочным процессом

Расчет загрузки оперативных работников в условиях автоматизации функций по решению оперативных задач Выводы

Организация работы полигона железной дороги в условиях функционирования АДЦУ

Необходимость концентрации и централизации оперативного управления перевозочным процессом

Структура и общие функции АДЦУ по управлению перевозочным процессом

Техническая характеристика предлагаемых систем диспетчерского управления

Основные положения организации автоматизированных рабочих мест (АРМ) оперативных работников Технология работы оперативных работников АДЦУ Выводы

Экономическая эффективность АДЦУ

Факторы, влияющие на расчет экономической эффективности внедрения АДЦУ

Капитальные вложения на создание АДЦУ

Расчет экономической эффективности от внедрения АДЦУ

Выводы

Диссертация: введение по экономике, на тему "Организация и управление поездной и грузовой работой на полигоне железной дороги"

Железнодорожный транспорт играл и продолжает играть значительную роль в Республике Казахстан, являясь основным видом транспорта, выполняющим три четверти внутреннего грузооборота. Основная задача железнодорожного транспорта, как ключевой отрасли, своевременное, качественное и полное удовлетворение потребностей в перевозках грузов и пассажиров, повышение экономической эффективности работы. Это во многом определяется достаточно высоким уровнем организации и технологии перевозочного процесса, а также современным состоянием технической оснащенности транспорта.

Структура оперативного управления поездной и грузовой работой остается традиционной, при которой оперативные работники заняты сбором и обработкой информации, ее анализом и принятием решений. Это приводит к необходимости дробления транспортных подразделений, участков, районов управления. Длина диспетчерских кругов при этом составляет 150 - 200 км, что способствует появлению большого числа стыков. Как показывает анализ работы Акмолинской дороги за 1989 - 1993 гг. на долю этих стыков приходится 50-80% простоя поездов по неприему.

В последнее время произошли коренные изменения в структуре и объеме грузопотоков, характеристиках продвижения их между пунктами зарождения и погашения. Уменьшение числа станций переработки вагонопотоков и пунктов смены локомотивов и бригад в пределах полигона приводит к удлинению участков обращения локомотивов, длина которых теперь достигает 650 км и более.

Развитие внешнеэкономических связей Казахстана, его географическое положение и воплощение в жизнь идеи Евроазиатского «моста» существенно повышают требования к качеству работы железных дорог, проблемы интеграции на казахстанских железных дорогах в единый процесс международных перевозок заставляет пересмотреть всю информационно-управленческую систему железнодорожного транспорта республики.

Сложившееся несоответствие структуры и функций оперативного управления условиям эксплуатации технических средств (локомотивов, вагонов, устройств СЦБ и др.) привело к несоответствию форм и содержания информации, выдаваемой вычислительными центрами дорог оперативным работникам для решения ими задач управления. Как следствие, эффективность использования ЭВМ в управлении перевозочным процессом не превышает 15%. Другой, не менее важной причиной такого положения является недостаточная изученность содержания деятельности оперативных работников. Таким образом, проблемы повышения эффективности перевозочного процесса и наиболее полного использования возможностей современной вычислительной техники требуют разработки принципиально новых подходов к автоматизации процесса организации поездной и грузовой работы и построению оптимальной структуры диспетчерского управления.

Особенно это актуально в условиях создания центров управления с использованием современных средств автоматизации на рабочих местах оперативного персонала.

Таким образом, целью диссертации является разработка основных принципов и теоретических основ оптимизации диспетчерского управления поездной и грузовой работой с использованием современных средств автоматизации.

Реализация поставленной цели требует решения ряда задач:

1. Создание моделирующего алгоритма технологии работы оперативного персонала для уточнения функций и содержания их деятельности, а также для исследования структуры и технологии управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте Казахстана.

2. Формализация и постановка оперативных задач управления перевозочным процессом и выбор критериев эффективности автоматизации их решения с использованием технических средств.

3. Разработка и теоретическое обоснование предложений по совершенствованию технологии информационной деятельности оперативных работников и путей оптимизации диспетчерского управления перевозочным процессом.

4. Разработка конкретных предложений по совершенствованию структуры и технологии организации перевозочного процесса на основе идентификации основных его элементов в создаваемой системе автоматизации.

5. Обоснование этапности автоматизации функций оперативных работников, осуществляющих технологический процесс на полигоне железной дороги с учетом местных условий.

Таким образом, в диссертации решается крупная научная проблема теоретического обоснования и разработки структуры и технологии управления перевозочным процессом на основе совершенствования информационного обеспечения взаимодействующих оперативных работников, имеющая важное народнохозяйственное значение, связанное с оптимизацией системы управления железнодорожным транспортом Казахстана.

Методы исследования. Методической основой экспериментальных и теоретических исследований является системный подход, при котором изучаемые явления и события рассматриваются с разных точек зрения с помощью комплекса различных математических средств и методов. В процессе исследований использованы методы математической статистики и теории вероятностей, имитационное моделирование, методы корреляционного анализа и теории массового обслуживания, линейное программирование, а также современные достижения эргономики и инженерной психологии.

Научная новизна. В диссертации впервые разработаны и выносятся на защиту принципы автоматизации функций оперативных работников и технологии работы единого диспетчерского центра управления поездной и грузовой работой на железнодорожном полигоне с учетом местных условий. Они включают разработку: методики обоснования функций и содержания деятельности оперативных работников по управлению перевозочным процессом и определению уровня их информационной обеспеченности в автоматизированном центре диспетчерского управления; алгоритмов решения оперативных задач и выбор критериев повышения эффективности автоматизации информационной деятельности оперативных работников по управлению перевозочным процессом; методики оценки деятельности оперативных работников по управлению перевозочным процессом на полигоне железной дороги. способов решения оптимизационных задач, позволяющих реализовать автоматизированные функции; структуры и технологии управления перевозочным процессом при автоматизации функций оперативных работников в условиях работы железнодорожного транспорта Казахстана.

Практическая ценность выполненных исследований заключается в возможности реализации разработанных в диссертации рекомендаций по автоматизации функций оперативных работников единого диспетчерского центра управления (ЕДЦУ) поездной и грузовой работой. В частности, результаты исследований уже использованы при организации работы ЕДЦУ на полигоне бывшей Целинной железной дороги Республиканского государственного предприятия (РГП) «Казахстан тем1р жолдары».

Разработанные в диссертации методики определения загрузки оперативных работников и оценки качества их работы, а также эксплуатационно-технические, инженерно-психологические и эргономические требования к их информационному обеспечению используются в настоящее время институтом «Казгипрожелдортранс» в проектах совершенствования, структуры управления и технологии организации эксплуатационной работы железнодорожного транспорта Казахстана.

Реализация и апробация работы. Материалы настоящего исследования были использованы при разработке структуры и технологии работы ЕДЦУ, мер по совершенствованию информационного обеспечения оперативных работников управления перевозочным процессом в ЕДЦУ «Астана темир жолы» РГП «Казахстан темир жолдары». Результаты исследования включены в проект Дочернего государственного предприятия (ДГП) «Казгипрожелдортранс» РГП «Казахстан темир жолдары» по созданию АДЦУ на железных дорогах Казахстана, а также в нормативные материалы ДГП «перевозок» РГП «Казахстан темир жолдары».

Основные положения работы доложены и одобрены на научно-технических конференциях преподавателей АлИИТа и КазАТК (Апматы, 1991-1999гг.), на международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития транспорта Республики Казахстан» (КазАТК, Апматы, 1996г.), на научно-практических конференциях ТашИИТа (Ташкент, 1995-1997гг.), КарГТУ (Караганда, 1997г.), управления Акмолинской железной дороги (Акмола, 1994-1997 гг.), ЛИИЖТ - СПГУ ПС (Ленинград, Санкт-Петербург, 1993, 1997 гг.). Диссертационная работа обсуждалась и получила одобрение на расширенном заседании кафедры «Организация перевозок» КазАТК (13.10.1999г., пр. №6, г. Алматы) и на научном семинаре ««Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений» (КазАТК, 1998 г.), а также на объединенном заседании кафедр «УЭР», «ЖДСУ», «КГР», «Информационные системы на транспорте» СПГУ ПС (19.11.1999г., пр. №2, г.Санкт-Петербург).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 36 печатных работы, включая монографию, учебник, два учебных пособия. По проблемам диссертации выполнено 6 хоздоговорных и 5 госбюджетных НИР под руководством и с участием автора.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит 7 глав, объединенных в 2 раздела, списка использованных источников и приложений. Общий объем работы 345 страниц, в том числе 255 страниц основного текста, 31рисунков, 38 таблиц и 16 приложений. Список использованных источников содержит 209 наименований.

Диссертация: заключение по теме "Организация производства", Кобдиков, Мадениет Аримбекович

7.4. Выводы

Экономическая эффективность от внедрения централизованного управления обеспечивается за счет того, что улучшаются технические показатели работы, сокращается продолжительность (период) каждого этапа процесса управления (сбор, передача, обработка, выработка решений и командное управление), следовательно, повышается ценность информации. Основными источниками получаемого эффекта от внедрения АДЦУ являются: улучшение использования подвижного состава, оборудования и постоянных устройств, сокращения трудовых ресурсов.

Оперативное воздействие на процесс дает меньше потерь при отклонении от технологических норм, а обоснованные решения оптимизируют затраты на достижение цели. В результате повышается роль человека как элемента системы (расширение творческих возможностей, повышение качества и культуры управления).

Существенное изменение структуры управления является наиболее важным влияющим фактором при расчете экономической эффективности перехода к

Заключение

В результате выполненных исследований предложен ряд новых научных положений в области оперативного управления перевозочным процессом. Среди них: создание моделирующего алгоритма для исследования перевозочного процесса, что позволило выполнить формализацию и постановку оперативных задач и выбрать критерии эффективности их решения в условиях автоматизации; разработка технологии информационной деятельности оперативных работников с использованием современного технического и программного обеспечения; создание методики совершенствования структуры и технологии организации поездной и грузовой работы при концентрации диспетчерского управления путем идентификации управляемых объектов в системе автоматизации функций оперативных работников; разработка мер по совершенствованию управления перевозками на полигоне железной дороги с учетом местных условий и с использованием современных информационных технологий; предложение способов поэтапной атвоматизации функций оперативных работников как на уровне решения ими задач управления, так и на уровне "комплекса" в целом.

Результаты выполненных исследований в целом могут быть квалифицированы как теоретическое обоснование и решение крупной научной проблемы создания технологии управления перевозочным процессом в АДЦУ, которая имеет важное народно-хозяйственное значение, связанное с совершенствованием системы оперативного управления на железнодорожном транспорте.

Основные научные выводы диссертации заключаются в следующем:

1. Важным направлением повышения эффективности управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте является расширение использования средств автоматизации управления. При этом следует постоянно совершенствовать информационную деятельность оперативных работников и технологию их работы в условиях широкого применения ЭВМ, а также структуру организации оперативного управления поездной и грузовой работой.

2. Разработанная методика исследования информационной деятельности оперативных работников путем формализованного описания с применением логических схем алгоритмов позволяет комплексно проводить анализ и оценку качества их работы, а также наиболее полно учитывать факторы, влияющие на загрузку диспетчерского аппарата при решении им задач управления. В результате установлено, что: составляющие "комплекса" по управлению поездной и грузовой работы следует рассматривать как вероятностную систему (СМО); основными показателями качества обслуживания оперативных задач (заявок) в СМО являются среднее время ожидания заявки в очереди на обслуживание и среднее время пребывания заявки в СМО; исследование обнаруживает значительные относительные колебания уровня загрузки оперативных работников решением задач управления в границах от 0,177 до 0,587, а в отдельных случаях от 0,984 до 3,184, что существенно влияет на качество их работы, а, следовательно, и на величину эксплуатационных затрат; величина ожидания обслуживания заявок в "комплексе" становится значительной (от 0,16 до 0,33) при размерах движения 30-40 пар поездов и может составить более половины времени нахождения заявок в СМО.

3. Выполненный анализ расчетов загрузки оперативных работников и оценка качества решения ими оперативных задач по управлению перевозочным процессом позволил сформулировать требования к совершенствованию их информационного обеспечения. Суть этих требований заключается в следующем: на первом этапе необходимо автоматизировать выполнение элементарных операций на уровне решения отдельных оперативных задач, что позволяет сократить загрузку оперативных работников до 53%; далее следует осуществлять постановку и решение оптимизационных задач на уровне составляющих "комплекса" (например, автоматизация решения оперативных задач по управлению работой локомотивов и локомотивных бригад), имеющих удельный весболее 80% в общей загрузке "комплекса", что создает возможность организовать и вести в автоматизированном режиме динамическую модель управления их работой на полигоне железной дороги. Это повысит своевременность решения задач управления до 0,9, то есть на 0,1 и более.

4. Выполнение исследований позволяет обосновать и разработать новые требования к созданию АРМ оперативных работников на базе существующих АСОУП, подсистем АСОУП (ОКДЛ, ОКДБ), АСУСС с учетом современных эргономических и психо-физиологических условий оформления рабочих мест. Так, необходимо оборудовать соответствующим составом технических и программных средств АРМ диспетчерского персонала районов управления АДЦУ. Эти средства должны позволить автоматизировать следующие функции: оперативное управление (сбор опфативной информации, анализ возможных решений оперативных задач, реализация принятых диспетчером решений); функциональный контроль (обеспечение оперативного функционального контроля за состоянием объекта или отдельных его параметров, а также за исправностью технических средств); информационно-справочные (запрос и получение информации о состоянии объекта или его отдельных элементов, а также передача, прием и формирование символьной и графической информации); ввод информации (оперативный ввод символьной информации).

В итоге предложена новая технология информационной деятельности оперативных работников по управлению перевозочным процессом с широким использованием компьютерной техники.

5. С учетом использования предложенных мер обоснована необходимость изменения существующей структуры управления перевозочным процессом на железнодорожном транспорте. При этом следует учитывать условия повышения эффективности организации перевозок, интеграцию в международную систему управления перевозочным процессом по географическому положению, развитие экономики и выполнение обязательств по обеспечению сохранности и своевременной доставке грузов.

6. Исследованием обосновывается методика создания новых границ диспетчерских участков по условиям обеспечения оптимальной загрузки оперативных работников решением задач управления, соответствия этих границ технологии и организации перевозочного процесса, а также техническому оснащению железнодорожного транспорта. Основными элементами методики являются: определение величины протяженности участка с учетом количества станций и их категории, величины перегонных времен хода и объема обрабатываемой информации; выработка регулировочных мер по управлению работой локомотивов и локомотивных бригад; оценка ресурсов подвижного состава по условиям гарантийного безопасного пробега и другие.

7. В результате исследования предложены основные принципы создания АДЦУ на основе действующих систем АДЦУ на железных дорогах зарубежных стран, осуществлен выбор систем диспетчерской централизации и даны рекомендации по поэтапному созданию АДЦУ на железных дорогах Казахстана. При этом установлено, что: критерием выбора системы диспетчерского управления, кроме общепринятых требований к АРМ оперативных работников, является также надежность и наличие полного комплекта компонентов системы (АРМ ДНЦ, ЭЧЦ); другими критериями являются возможность сопряжения с каналами действующих систем "НЕВА" и "ЛУЧ" и взаимодействия с ВЦ дорог по задаче

237

АСУЛП, а также их стоимость. По этим критериям предпочтение следует отдавать российским системам ДЦ; оптимизацию диспетчерского управления поездной и грузовой работы на основе автоматизации перевозочного процесса необходимо осуществлять в 2 этапа: на первом этапе автоматизировать решение отдельных оперативных задач и на втором - осуществлять постановку оптимизационных задач по комплексному моделированию , технологии управления перевозочным процессом в целом.

8.Технико-экономические расчеты по оценке экономической эффективности АДЦУ показывают, что существенные изменения в структуре управления являются наиболее важным фактором и обеспечивают эффективность в условиях дефицита ресурсов. Повышение оперативности управления достигается за счет мощной развитой связи цетрального узла. Реализация предлагаемых мер позволяет достичь экономиечского эффекта 51,4 млн. тенге в год, при этом срок окупаемости инвестиций составляет 0,71 года.