Теоретические основы, методы и средства разработки интегрированных систем диспетчерского управления на базе интеллектуальных технологий (27.01.2012)

Автор: Долгий Игорь Давидович

Долгий Игорь Давидович

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМ ДИСПЕТЧЕРCКОГО УПРАВЛЕНИЯ НА БАЗЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Специальность 05.13.06 – Автоматизация и управление

технологическими процессами и производствами

(на транспорте)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Ростов-на-Дону – 2011

Работа выполнена на кафедре «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Ростовский государственный университет путей сообщения» (ФГБОУ ВПО РГУПС)

Научный консультант: доктор технических наук, профессор

Ковалев Сергей Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Берштейн Леонид Самойлович

доктор технических наук, профессор

Горелик Александр Владимирович

доктор технических наук, профессор

Шалягин Дмитрий Валерьевич

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения»

(ФГБОУ ВПО ПГУПС)

Защита состоится «16» марта 2012 г. в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 218.010.03 в Ростовском государственном университете путей сообщения по адресу: 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, д. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО РГУПС по адресу: 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, д. 2.

Автореферат разослан

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 218.010.03

доктор технических наук, профессор Бутакова М.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В рамках VI Международного бизнес-форума «Стратегическое Партнерство 1520» в числе приоритетных задач ОАО «РЖД» среди прочих названы: равномерное распределение объемов перевозок, максимальное использование пропускной способности железнодорожной инфраструктуры и организация грузового движения по расписанию. Решение подобных задач может быть осуществлено путем создания технологически интегрированных систем управления перевозочными процессами на основе использования современных информационных технологий, среди которых важнейшими являются технологии искусственного интеллекта. Тенденция создания интегрированных систем управления на основе интеллектуальных технологий становится преобладающей в мировой практике. В связи с этим, актуальной для железнодорожного транспорта является разработка новых классов интегрированных интеллектуальных систем диспетчерского управления и централизации (ИСДЦ).

В настоящее время основу автоматизации диспетчерского управления составляют системы, разработанные 20-30 лет назад, модернизация которых не эффективна, а часто и невозможна в силу ряда причин. Во-первых, существующие системы диспетчерского управления и централизации (ДЦУ), являясь в основном информационными системами, не содержат средств поддержки принятия решений, позволяющих контролировать и управлять технологическими процессами в реальном времени, моделировать и прогнозировать развитие ситуаций в нештатных технологических ситуациях. Во-вторых, существующие ДЦУ, реализованные по принципу хранилища данных, не имея средств их структурирования для извлечения новой полезной информации, не способны адаптироваться к изменяющимся условиям функционирования и возрастающим требованиям к уровню обеспечения их надежности и безопасности. В- третьих, для ДЦУ отсутствуют методы и средства, обеспечивающие их интеграцию и согласованную работу с другими автоматизированными системами, число которых исчисляется десятками, что приводит к эффекту «лоскутной автоматизации», дублированию систем, их несогласованности и разрывам информационного пространства. В-четвертых, существующие ДЦУ не рассчитаны на работу в условиях неполноты, противоречивости и низкой оперативности первичной информации, что создает принципиальные трудности обеспечения надежности функционирования ДЦУ при появлении неожиданных сбоев или непредвиденных отказов в работе аппаратуры.

Перечисленные особенности требуют разработки и внедрения современных методов и средств автоматизации процессов диспетчерского управления на основе использования новых классов ИСДЦ, что обуславливает актуальность темы исследования.

Исследованиям в области создания автоматизированных систем диспетчерской централизации и управления, развитию теории и практики диагностирования средств ЖАТ, обеспечению надежности и безопасности СЖАТ и АСУ посвящены работы Баранова Л.А., Гавзова Д.В., Горелик А.В., Иванченко В.Н., Козлова П.А., Кравцова Ю.А., Красковского А.Е., Лисенкова В.М., Никитина А.Б., Пенкина Н.Ф., Розенберга Е.Н., Сапожникова Вл.В., Сапожникова В.В., Тишкина Е.М., Тулупова Л.П., Шарова В.А., Шалягина Д.В. Шаманова В.И., Явна А.А. и др.

Предлагаемый в диссертации гибридный подход к разработке нового класса ИСДЦ на основе использования методов идентификации нелинейных динамических систем, интеллектуальных продукционных, нейро-сетевых и структурно-временных моделей является дальнейшим развитием интеллектуальных методов обработки информации и их применения к моделированию сложных систем железнодорожной автоматики и телемеханики. При его разработке использовались результаты основополагающих работ в области искусственного интеллекта, а именно, Берштейна Л.С., Белявского Г.И., Вагина В.Н., Гуды А.Н., Дулина С.К., Каркищенко А.Н., Курейчика В.М., Лябаха Н.Н., Осипова Г.С., Поспелова Д.А., Петровского А.Б., Розенберг И.Н., Соколова С.В., Фоминых И.Б., Финна В.К, и др.

Особое место в диссертации отводится разработке гибридных интеллектуальных моделей динамического типа. В область создания гибридных и интеллектуальных динамических систем значительный вклад внесли российские ученые Батыршин И.З, Еремеев А.П., Ковалев С.М., Тарасов В.Б., Ярушкина Н.Г. и др.

Актуальность тематики подтверждается также тем фактом, что работа выполнялась в соответствие с отраслевыми программами, постановлениями и решениями коллегий и научно-технических советов МПС и ОАО «РЖД».

Диссертация представляет собой обобщение результатов многолетней работы автора в области создания систем железнодорожной автоматики и телемеханики.

Большая часть теоретических результатов диссертации была получена в ходе выполнения научно-исследовательских работ, поддержанных грантами Российского фонда фундаментальных исследований №№ 04-01-00277-а, 07-01-00059-а, 11-07-13118-офи-м-2011-РЖД.

Целью исследования является повышение эффективности управления технологическими процессами движения поездов на станциях и перегонах за счет использования нового класса автоматизированных ИСДЦ с интегрированными средствами технического контроля, диагностирования, обеспечения безопасности и экспертной поддержки принятия решений.

Объектом исследования являются технологические процессы контроля и управления движением поездов на станциях и перегонах, автоматизированные интегрированные системы диспетчерского управления и централизации.

Предметом исследования являются элементы теории, математические модели и методы построения нового класса интегрированных ИСДЦ на основе использования интеллектуальных технологий.

Постановка задач. Реализация целевой функции исследования требует решения следующих теоретических и практических задач.


загрузка...