Схемы и принципы организации задач управления с базированием на информации, поставляемой САИ

Задачи информационно-справочного характера. Они полностью обеспечиваются формируемыми на базе сведений САИ данными моделей размещения подвижного состава и архивных сведений, образуемых по данным этих моделей. Запросы по информационно-справочному обслуживанию обрабатывает программный комплекс, рассмотренный выше.

Задачи учета, отчетности и анализа. Данные для задач учета и отчетности по перевозкам выбираются из архивных массивов — производных от ведущихся на базе САИ моделей дислокации и перемещения подвижного состава. САИ фиксирует не только факт, но и время изменения дислокации отслеживаемых объектов, что позволяет программно (автоматически) получать все необходимые данные для задач учета и отчетности по перевозкам и по использованию подвижного состава.

Разработка нормативных документов организации перевозок (план формирования, график движения поездов) при предлагаемой системе управления претерпевает кардинальные изменения. Обеспечиваемое средствами САИ достоверное протоколирование хода перевозок по всей сети железных дорог позволяет по-новому подойти к решению задачи плана формирования поездов, разработки графика движения и перехода в организации перевозок на работу по жесткому (твердому) графику.

Сегодня план организации вагонопотоков (план формирования поездов), график движения так или иначе имеют вероятностную основу. По отчетным данным прошлого периода выводятся ожидаемые средние корреспонденции и объемы перевозок, применительно к которым разрабатываются основные технологические документы. Реальные неравномерности перевозок вынуждают закладывать в график большое число дополнительных резервных ниток, а по условиям обязательной полновесности (полносоставности) заполняются поездами далеко не все проложенные на графике нитки (порою меньше половины). В результате по техническим (участковым и сортировочным) станциям увязки и развязки графика не работают. График, по сути, является лишь поучастковым.

То же с планом формирования. Его базовые, расчетные параметры — С, Т _эк — являются отражением предпосылки о равномерном, разрозненном поступлении на сортировочные станции вагонов, подлежащих включению в формируемые поезда. Для условий базирования на данных прошлой статистики такой подход оправдан. Сегодня же АСУ, ее технические возможности позволяют наряду с достоверной и детализированной отчетностью пользоваться данными о текущем ходе перевозок, собирать и продуктивно использовать в целях улучшения качества работы железнодорожного транспорта детализированную информацию о намерениях и планах грузоотправителей.

Назрела необходимость реализации положений общих законов перехода количества в качество: радикальные количественные изменения материальной базы АСУ должны сопровождаться столь же радикальными изменениями в технологии организации перевозок. На смену методам, основывающимся на вероятностных подходах, статистике, должны прийти методы детерминированного (цифрового!) управления, базирующиеся на достоверной текущей информации.

График движения поездов призван решать проблему обеспечения ритмичности, упорядоченности, равномерности железнодорожного производства. При его разработке ставятся задачи минимизации потребных тяговых средств, простоев локомотивов в пунктах оборота, обеспечения равномерного подвода поездов к станциям технического обслуживания и переработки. Это в полной мере достижимо лишь в случае, когда все заложенные в график нитки заняты, используются.

Обязательное условие обеспечения полновесности, полносоставности всех назначений сквозных и участковых поездов при вероятностном в целом потоке заявок на грузовые перевозки приводит к тому, что значительная часть ниток графика поездами не заполнена, связи графика нарушаются, а свои функции он реализует лишь частично.

Задача совмещения двух пока не сопрягаемых условий — жесткого, без резервных ниток графика движения и полновесности (полносоставности) поездов, перемещаемых по этому графику, — может быть в принципе решена лишь в новой системе управления, базирующейся на использовании средств автоматической идентификации движущегося подвижного состава.

САИ обеспечивает высокий уровень достоверности моделей текущего состояния перевозочного процесса, формирование отчетных, архивных массивов сведений о перевозках, включая данные о фактическом использовании ниток графика, о реализованных параметрах веса и длины поездов. Мониторинг этих сведений, автоматизированная обработка накапливаемой отчетной информации позволят более полно учитывать статистические закономерности перевозочного процесса, разрабатывать график движения с учетом этих закономерностей, с включением в график ниток, обеспеченных потоками перевозимых грузов и вагонов.

Автоматизация разработки графика позволит учитывать сезонные, по дням недели и другие выявляемые закономерности колебания спроса на перевозки, вводя оперативно вариантные решения, оптимизирующие процесс перевозок.

Особо важна для новой системы способность обеспечивать наполняемость графика и корректировку погрузки за счет использования приемов оперативного взаимодействия с клиентурой железнодорожного транспорта с таким расчетом, чтобы предусмотренные графиком поезда были полновесными (полносоставными).

Это возможно лишь при гарантированной полноте и достоверности моделей состояния перевозочного процесса, обеспечиваемых САИ, и в условиях, когда управление железнодорожным транспортом осуществляется с использованием высокопроизводительной вычислительной сети. Грузовые поезда формируются из вагонов с грузами многих клиентов, с включением в их состав порожних вагонов. Корректировки погрузки по условиям обеспечения полносоставности поездов, естественно, должны проводиться по согласованию с клиентурой и с таким расчетом, чтобы отклонения от первоначальных намерений грузоотправителей в сумме были минимальными. Прогнозируемый рост отправительской и технологической маршрутизации грузовых перевозок дополнительно усиливает позиции системы жесткого графика движения поездов, ибо в условиях автоматизированного управления стабильность решений отправительской маршрутизации упрочняется.

Новые подходы, новые возможности обеспечения скоординированного взаимодействия предприятий железнодорожного транспорта и обслуживаемой клиентуры могут в корне изменить решения по системе плана формирования поездов. Действующие правила разработки планов технической маршрутизации грузовых перевозок основываются на вероятностном процессе накопления вагонов отслеживаемых струй, описываемом через параметр накопления. В новых условиях этот вероятностный процесс перемещается в направлении его полной детерминированности за счет подвода погруженных вагонов на опорную станцию формирования поезда с учетом предусмотренного времени его отправления по конкретной нитке жесткого графика. Для каждого груженого вагона на всем пути его доставки получателю для каждой технической станции переформирования может быть определена цепочка ниток графика: с каким поездом и когда вагон на станцию прибывает, с каким поездом и когда продолжает дальнейшее следование. По запросу эта информация должна быть доступна получателю и отправителю груза. САИ обеспечивает отслеживание этих процессов.

В организации вагонопотоков естественно стремление иметь возможно большие пробеги вагонов между переработками на сортировочных станциях, избегать этих переработок. Новые решения в перспективе ориентируют на следующую схему совместной разработки плана формирования и графика движения поездов:

· на период действия разрабатываемого графика структуры системы фирменного транспортного обслуживания (СФТО), взаимодействуя с клиентурой, формируют расчетные косые таблицы (матрицы) ожидаемых корреспонденций грузов и груженых вагонов между станциями формирования поездов;

· с учетом необходимого для обеспечения перевозок перемещения порожних вагонов определяются общие вагонопотоки между сортировочными станциями;

· определяется количество поездов (ниток графика), необходимое для обеспечения образующихся корреспонденций вагонов между парами взаимодействующих технических (сортировочных) станций;

· на график при его разработке между корреспондирующими станциями наносится рассчитанное число жестких ниток;

· грузы и вагоны к отправке организуются с таким расчетом, чтобы перевозки осуществлялись преимущественно в прямых поездах, без переработок и переформирований в пути следования.

Такие решения сулят значительные выгоды: ускоряется продвижение грузов, растут маршрутные скорости, уменьшаются объемы сортировочной работы, что приведет к уменьшению числа сортировочных станций, снизит себестоимость железнодорожных перевозок.

Грузовой вагон за время оборота сегодня на сортировочных станциях перерабатывается в среднем 4,5 раза. Две переработки (и в начале, и в конце маршрута) неизбежны. Но остальных переработок можно избежать, формируя сквозные поезда для корреспондирующих пар сортировочных станций. Конечно, недостаточная мощность струй приведет к необходимости задействования идей календарного регулирования, планирования. Резерв для гашения возможных неудобств от этого — экономия примерно двух переработок, более одних вагоно-суток в обороте вагона. В среднем же клиент, отправивший груз даже на сутки позднее первичных намерений, вполне может рассчитывать на прибытие груза в пункт назначения в те же сроки. Качество услуг клиентуре при работе по жесткому графику не только сохраняется, но и значительно улучшается.

Нужно задействовать большие резервы экономии на станциях технического обслуживания поездов. Сегодня вагон за время его оборота проходит более 13 технических станций, а на 4,5 из них перерабатывается. Среднее время простоя вагона на технической станции — около 6 часов: на уровне 12 часов на каждой из 4,5 сортировочной станции и 3 часов на каждой из в среднем 9 участковых станций. Увязка в жестком графике решений по обороту локомотивов и локомотивных бригад, по согласованному подводу поездов к станциям смены локомотивов и бригад сократит среднее время простоев поездов на станциях технического обслуживания на 1,5...2 часа, ибо норма технологического времени на обслуживание составов на этих станциях не превышает 0,5 часа. Общее ускорение времени оборота грузового вагона (включая эффект от уменьшения объемов сортировочной работы) можно довести до 2 суток.

Оперативное управление перевозками при внедрении работы по системе жесткого графика движения поездов, подкрепленного заявками клиентуры на перевозки, можно организовать по следующей примерной схеме:

· дорожно-сетевой комплекс фирменного транспортного обслуживания формирует и поддерживает в дорожно-сетевой базе данных АСУ функционирующий в реальном времени дискретный (повагонный) массив заявок на перевозку грузов с лагом не менее среднего времени оборота грузового вагона (порядка двух недель). Фиксируются намечаемый пункт погрузки, род груза, тип и количество требуемого под погрузку подвижного состава, заявляемое время подачи вагонов под погрузку, возможные дополнительные требования к подвижному составу;

· средствами САИ в реальном времени ведется дискретная динамическая повагонная модель на участках и выделенных станциях сети железных дорог;

· оптимизирующая программная структура периодически (в сменно-суточном цикле) производит прикрепление образующихся погрузочных ресурсов к объектам заявленной погрузки по критерию минимума затрат (включая минимизацию перемещений порожних вагонов) с максимальным обеспечением запросов клиентуры по времени и количеству необходимых для погрузки вагонов;

· программный комплекс системы управления моделирует закрепление заявленной и обеспеченной погрузочными ресурсами погрузки, а также перемещаемых порожних вагонов за нитками жесткого графика. В случаях возможной неполновесности (неполносоставности) поездов на нитки графика выполняются необходимые корректировки, согласуемые с клиентурой. Таким образом достигается полносоставность поездов на нитки жесткого графика. Даже в условиях существенных корректировок качество транспортного обслуживания заметно улучшается, ибо за счет перемещения грузов преимущественно прямыми поездами, исключения переработок на сортировочных станциях, резкого сокращения простоев вагонов на участковых станциях повышаются скорости доставки, клиент получает доставку по схеме «точно в согласованное время», создаются благоприятные условия обеспечения сохранности грузов;

· составленный оперативный (сменно-суточный) план детализируется до нарядов конкретным исполнительским структурам;

· на основе возможностей САИ осуществляется автоматический контроль исполнения выданных нарядов на работы с реализацией материального поощрения или штрафных санкций к исполнителям работ.

Прогнозируемые итоги. Практика реализации элементов изложенной системы, в частности, железными дорогами Канады и США позволяет рассчитывать на существенный эффект как за счет оптимизации решений, так и вследствие жесткого контроля исполнения планов.

Важно, что компьютерное планирование, осуществляемое на достоверных исходных данных, обеспечиваемых с помощью САИ, исключает человеческий фактор, желание исполнителей резервировать ресурсы «на всякий случай».

При полном внедрении решений на основе изложенной концепции можно примерно на одну треть сократить общую потребность в перевозочных ресурсах.