Иерархический модельно-алгоритмический комплекс комбинированного планирования и проактивного управления функционированием транспортно-логистической системы на примере координации группы железнодорожных составов

Резюме: Цель. К настоящему моменту существует огромное число систем, автоматизирующих управление со ставом или группой составов с целью составления оптимального графика движения в рамках железнодорожной сети. Однако многие системы базируются на эмпирических правилах, им недостает универсальности, поэтому они имеют достаточно узкую сферу применения. Оригинальный программно-алгоритмический комплекс, рассмотренный в данной статье, позволяет решить эту задачу многоуровнего планирования, оптимизирует пропускную способность железнодорожной сети, минимизирует нарушение директивных сроков прибытия. Материалы и методы. Для решения поставленной задачи многоуровнего планирования используется оригинальный полимодельный программно-алгоритмический комплекс, в котором осуществляется разбиение на несколько уровней. На нижнем уровне иерархии осуществляется планирование движения отдельного взятого железнодорожного состава, на следующем – сведение процессов прохождения того или иного участка сети к технологическим работам в терминах сетевого планирования, на верхнем – оценка и оптимизация интегральных показателей качества для целой группы составов, а также оценка и внесение запасов устойчивости в построенный план. Результаты. Разработана оригинальная методика и базирующийся на ней программно-алгоритмический комплекс, решающий задачу планирования и координации группы составов в рамках одной железнодорожной сети с целью оптимизации ее пропускной способности и минимизации нарушения директивных сроков. Попутно с этим разработанный комплекс решает задачу проактивного управления составом в реальном времени, может использоваться в качестве системы поддержки принятия решений. Выводы. Предложенная методика, использующая фундаментальные подходы, позволяет существенно сократить сложность исходной многомерной вычислительной задачи, за счет разбиение на иерархию моделей и сведению исходной задачи к задаче сетевого планирования. Разработанный комплекс решает широкий круг задач в рамках координации планирования движения группы составов и обладает высокой универсальностью. Поэтому выбранный подход является перспективным, однако требует дальнейшей апробации для решения прикладных задач.

Ключевые слова: комплексное планирование, проактивное управление, транспортно-логистическая сеть, имитационные системы, сетевое планирование, комбинированные методы планирования, запас устойчивости, экспоненциальный закон надежности

A.S. Gnidenko

Hierachical model-algorithmic complex of combined planning and proactive control regarding the example of railway train group__ coordination

Summary: Aim. At present there are quite a few systems that automate the control of a train or group of trains in order to reduce manual control and create an optimal schedule within the railway network. However, those systems are mostly based on rules of thumb and lack universality, so they have a fairly narrow scope of application. The original software and algorithmic complex considered in this article allows to solve this problem of multi-level planning, optimizes the capacity of the railway network, and minimizes violations of the due arrival times. Materials and methods. An original multi-model software and algorithmic complex, divided into several layers is used to solve the described problem of multi-level planning. At the lower level of the hierarchy, the movement of an individual train is planned, the next level is devoted to regarding the processes of passing a particular section of the network to technological works in terms of network planning, and at the upper level evaluation and optimization of integrated quality indicators for a whole group of trains, as well as evaluating and adding stability reserves to the built plan take place. Results. An original method and a software-algorithmic complex based on it were developed. This system solves the problem of planning and coordinating a group of trains within a single railway network in order to optimize its capacity and minimize violations of arrival deadlines. Along with this, the developed complex solves the problem of proactive real-time train control, and can be used as a decision support system. Conslusions. The proposed methodic, using fundamental approaches, can signifi cantly reduce the complexity of the original multidimensional computational problem by solving it by a hierarchy of models and reducing the original task to a network planning problem. The developed softwarealgorithmic complex solves a wide range of tasks in terms of train group movement planning and coordination, and has a high versatility. Therefore, the chosen approach has good prospects, but it requires further testing and application for real transport systems to prove its effi ciency.

Keywords: complex planning, proactive control, logistics network, imitation system, network planning, robustness assessment, combined planning methods, stability margin, exponential law of reliability

DOI: 10.34219/2078-8320-2020-11-5-41-50