Системная интеграция в транспортных процессах (теоретические основы, организационные формы, методы оптимизации) (19.03.2012)

Автор: Тушин Николай Андреевич

После построения виртуальной системы требуется выбрать режим работы каждого участника по глобальному критерию (ломаная линия на рисунке 3). Дальнейшее управление сводится, как правило, к изменению участков этой линии, если на предыдущих произошли сбои.

Рисунок 3 – Схема построения оптимального режима

выполнения функции

При построении виртуальной системы и «ломаной линии» интегратор должен учитывать критерии работы отдельных перевозчиков. Задачей преобразования потока должно быть и наиболее полное использование функциональных возможностей перевозчиков, и поддержание на должном уровне их локальных критериев (рисунок 4).

Важной задачей системного интегратора является поддержание в актуальном состоянии знаний о функциональной надежности возможных участников доставки. Для этого их информационные системы должны быть взаимосвязаны, а интегратору нужна автоматизированная аналитическая система, которая бы позволяла быстро оценивать их реальные перерабатывающие способности в конкретной ситуации. Так как строить эффективную систему по выбранному критерию нужно быстро, требуются модели разного рода для оптимизации процесса перевозки и преобразования потока.

Рисунок 4 – Согласование частных и глобального критерия

за счет преобразования потока

В третьей главе представлена разработка автоматизированного интеллектуального анализа, необходимого интегратору для определения реальных возможностей перевозчиков и сервисных фирм. При заявленном сроке доставки груза необходимо знать возможный случайный разброс (рисунок 5).

Рисунок 5 – Время хода поездов от ММК до станции Новороссийск

Автоматизированные аналитические системы должны открывать новые перспективы для процессов анализа в транспортных системах. Этому способствует появление автоматического и автоматизированного мониторинга технологических и экономических процессов на транспорте, а также появлению информационных хранилищ данных со встроенными аналитическими подпрограммами. Наибольшее распространение среди предметно-ориентированных аналитических методов в области исследования данных получили методы технического анализа. Они представляют собой совокупность нескольких десятков методов прогноза динамики показателей, основанных на различных эмпирических моделях динамики предметной области. Автоматизированные аналитические системы призваны максимально ускорить процессы интеллектуальной переработки (анализа) информации, прогнозирования результатов возможных управляющих воздействий на систему и подготовки основы для принятия решений (рисунок 6).

Рисунок 6 – Задачи автоматизированного анализа

Автоматизированная обработка данных позволяет избежать многих человеческих ошибок, так как информация считывается непосредственно с устройств автоматики и обрабатывается она компьютером.

Основной задачей анализа следует считать надежный прогноз параметров работы каждого перевозчика и сервисной фирмы в виртуальной системе. Дело в том, что в условиях конкуренции участники транспортного рынка зачастую завышают свои возможности. Поэтому точный самостоятельный прогноз продвижения потока необходим.

В четвертой главе рассматриваются проблемы и методы оптимизации в системе «отправитель-транспорт-получатель». Важнейшей задачей системного интегратора является согласование ритмов входных и выходных потоков в пункте стыка перевозчиков, чтобы сохранить простои подвижного состава и время задержки груза. Интегратор может использовать различные механизмы:

– перераспределение однородных потоков между перевозчиками (если это возможно по контракту);

– ускорение и замедление пропуска потоков, то есть изменение режима работы перевозчика;

– заблаговременный подвод груза в пункт стыка при наличии случайного разброса во времени хода и во времени начала погрузки;

– корректировка ритма отправления груза при изменении ситуации.

Возможности управления ритмами должны быть предусмотрены в контрактах.

Согласование ритмов за счет перераспределения однородных потоков возможно с помощью динамической транспортной задачи с задержками (ДТЗЗ). Ускорение одних струй потока за счёт замедления других при той же средней скорости пропуска позволяет изменить ритмы прибытия при неизменных ритмах отправления. Для оптимизации следует использовать ДТЗЗ с управляемыми задержками. Принципиальным отличием этой модификации ДТЗЗ является то, что по одной и той же линии для одних и тех же поездов допускается различное время хода.

Потоки вагонов разных собственников могут требовать различных режимов пропуска. Поэтому поток следует рассматривать как многоструйный. По каждой струе могут быть заданы разные скорости и различные стоимости пропуска. Оптимизировать управление многоструйными потоками можно с помощью многопродуктовой ДТЗЗ. Под продуктом понимается выделенная струя потока. Здесь требуется управление индивидуальными струями, ибо по ним могут быть разные стоимости пропуска и отличающиеся ограничения. В диссертации приводятся постановки задачи и методика их использования.

. В качестве критерия оптимальности принимается минимум транспортных расходов, расходов на хранение и затрат на перестройку производственных программ поставщиков:

– транспортные расходы; (5)

– затраты на хранение запасов; (6)

-– затраты на корректировку программ производства при ограничениях, задаваемых:

а) уравнениями динамики изменения запасов у поставщика и динамики размещения производства:

б) уравнениями динамики изменения запасов у потребителей:

Согласование ритмов при случайном разбросе во времени подвода подвижного состава в пункт назначения является новой задачей. Такая ситуация возникает зачастую в морских портах. Несогласованность прибытия железнодорожных составов и морских судов приводит к большим потерям. Полное согласование обеспечить трудно, так как присутствует значительный разброс во времени хода и поездов, и судов. Однако простой вагона и задержка огромного судна не сопоставимы по экономическим последствиям. Интегратору нужно выбрать режим подвода, чтобы суммарные потери были минимальны. Поэтому надежный подвод грузов требует упреждающего отправления.

Стохастическая постановка ДТЗЗ формулируется следующим образом– найти оптимальную по минимуму суммарных затрат на перемещение и простои динамическую структуру потоков с учетом ущерба от недопоставок при случайном разбросе в потреблении. Разброс во времени хода включается в разброс в потреблении. То есть функционал примет вид:

– затраты на хранение запасов.

, для которой

– на простой оборудования.

Доказано, что оптимум достигается, когда суммарные затраты на то и другое равны.

-го потребителя.

Рисунок 7 – Отражение в ДТЗЗ-П эффекта недопоставки

Наличие многих собственников существенно усложняет процессы транспортного обслуживания экономики. Может быть задано ограничение по времени общего оборота вагонов, маршрутам возможного движения и другие индивидуальные требования. Задача оптимизации здесь существенно изменяется, ибо возникают процессы перехода вагонов из порожнего состояния в груженое и наоборот. Можно учитывать и динамику груза на станциях погрузки и выгрузки.

(рисунок 8).

. При построении возможных маршрутов движения вагонов оставляются только те, которые удовлетворяют условию ограничения по времени оборота. Здесь можно:

– гибко использовать стоимости простоя вагонов на всех станциях (делать их больше, чтобы минимизировать простои);

– задавать ограничения типа


загрузка...