ÀÍÀËÈÇ ÁÛÑÒÐÎÄÅÉÑÒÂÈß ÀËÃÎÐÈÒÌÎÂ ÀÂÒÎÌÀÒÈÇÈÐÎÂÀÍÍÎÃÎ ÏÎÑÒÐÎÅÍÈß ÏÃÄ ÏÏÌ |
Ñàôðîíîâ À.È., Ñèäîðåíêî Â.Ã.
Àíàëèç áûñòðîäåéñòâèÿ àëãîðèòìîâ àâòîìàòèçèðîâàííîãî ïîñòðîåíèÿ ïëàíîâîãî ãðàôèêà äâèæåíèÿ ïàññàæèðñêèõ ïîåçäîâ ìåòðîïîëèòåíà
Ïðîöåññ ñîñòàâëåíèÿ ïëàíîâîãî ãðàôèêà äâèæåíèÿ ïàññàæèðñêèõ ïîåçäîâ ïî ëèíèè ìåòðîïîëèòåíà (ÏÃÄ) ÿâëÿåòñÿ îäíîé èç ðóòèííûõ çàäà÷ ïîâñåäíåâíîñòè.  õîäå å¸ ðåøåíèÿ íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü ìíîãî÷èñëåííûå îãðàíè÷åíèÿ. Âñå ýòè îãðàíè÷åíèÿ, òàê èëè èíà÷å, äîëæíû áûòü ïîä÷èíåíû îïðåäåë¸ííûì öåëÿì óïðàâëåíèÿ.
Ê öåëÿì óïðàâëåíèÿ îòíîñÿòñÿ:
- ðåàëèçàöèÿ çàäàííîé (èçìåíÿþùåéñÿ âî âðåìåíè) ïàðíîñòè äâèæåíèÿ â òå÷åíèå âñåãî âðåìåíè äâèæåíèÿ ïàññàæèðñêèõ ïîåçäîâ;
- ïðàâèëüíîñòü íî÷íîé ðàññòàíîâêè (âñå ìàðøðóòû äîëæíû çàâåðøèòü ñâîå äâèæåíèå â òîé òî÷êå íî÷íîé ðàññòàíîâêè, èç êîòîðîé íà ñëåäóþùèé äåíü íà÷èíàåòñÿ äâèæåíèå ñëåäóþùåãî ìàðøðóòà);
- ðåàëèçàöèÿ ÃÎ.
Ïîñòàâëåííûì öåëÿì óïðàâëåíèÿ ìîæåò îòâå÷àòü áîëüøîå êîëè÷åñòâî âàðèàíòîâ ïîñòðîåíèÿ ÏÃÄ. Ïîýòîìó àêòóàëüíîé ÿâëÿåòñÿ çàäà÷à óñêîðåíèÿ ïåðåáîðà ýòèõ âàðèàíòîâ. Äëÿ ñîêðàùåíèÿ êîëè÷åñòâà ðàññìàòðèâàåìûõ âàðèàíòîâ ïîñòðîåíèÿ ÏÃÄ èñïîëüçóþòñÿ ñëåäóþùèå ïîäõîäû:
- ïðîâåðêà óñëîâèé ðåàëèçóåìîñòè ÏÃÄ;
- îðãàíèçàöèÿ ìíîãîóðîâíåâîé ñòðóêòóðû ðàâíîìåðíîñòè ÏÃÄ.
 ñîîòâåòñòâèè ñ ïåðâûì ìåõàíèçìîì, ïàðàìåòðû è ïðîìåæóòî÷íûå ðàñ÷¸òíûå äàííûå êàæäîãî ðàññìàòðèâàåìîãî âàðèàíòà ïîñòðîåíèÿ (äî ïîïûòêè åãî ðåàëèçàöèè) ïðîâåðÿþòñÿ íà ñîîòâåòñòâèå ðÿäó óñëîâèé ðåàëèçóåìîñòè. Íåâûïîëíåíèå õîòÿ áû îäíîãî èç ýòèõ óñëîâèé äëÿ ðàññìàòðèâàåìîãî âàðèàíòà äà¸ò âîçìîæíîñòü ñäåëàòü âûâîä î òîì, ÷òî ïîñòðîèòü ÏÃÄ íå âîçìîæíî, â ñâÿçè ñ ÷åì, âàðèàíò ïîëíîñòüþ èñêëþ÷àåòñÿ èç ðàññìîòðåíèÿ.
Ñîçäàííàÿ àâòîðàìè ïðîöåäóðà àâòîìàòèçèðîâàííîãî ïîñòðîåíèÿ ÏÃÄ è ïðåäëîæåííàÿ ìíîãîóðîâíåâàÿ ñòðóêòóðà ðàâíîìåðíîñòè ÏÃÄ ïîçâîëÿþò íå òîëüêî ïðîñìàòðèâàòü ìíîæåñòâî âàðèàíòîâ ïîñòðîåíèÿ ÏÃÄ áåç èçìåíåíèÿ èñõîäíûõ äàííûõ, íî è ïðîâîäèòü âàðüèðîâàíèå èñõîäíûõ äàííûõ, íå ïðîòèâîðå÷àùåå öåëÿì óïðàâëåíèÿ [1].
Ïî ìåðå ðàáîòû àëãîðèòìîâ êîëè÷åñòâî âàðèàíòîâ èçìåíÿåòñÿ.  êîíöå ïîñòðîåíèÿ ãðàôèêà èäåàëüíî èìåòü îäèí âàðèàíò, óäîâëåòâîðÿþùèé óñòàíîâëåííûì êðèòåðèÿì êà÷åñòâà ÏÃÄ. Ïðè ýòîì êà÷åñòâî àëãîðèòìà àâòîìàòèçèðîâàííîãî ïîñòðîåíèÿ ÏÃÄ îïðåäåëÿåòñÿ ñêîðîñòüþ óìåíüøåíèÿ ÷èñëà âàðèàíòîâ ïîñòðîåíèÿ.
Äëÿ îöåíêè êà÷åñòâà ðàáîòû àëãîðèòìà íåîáõîäèìî äåòàëüíî ðàññìàòðèâàòü ñëåäóþùèå ÷åòûðå ïåðåõîäíûõ ïðîöåññà:
- âõîä â óòðåííèé ÷àñ «ïèê»;
- âûõîä èç óòðåííåãî ÷àñà «ïèê»;
- âõîä â âå÷åðíèé ÷àñ «ïèê»;
- âûõîä èç âå÷åðíåãî ÷àñà «ïèê».
Çà ñ÷¸ò çåðêàëüíîé ñèììåòðèè ïðè ïîñòðîåíèè ÏÃÄ [1] ïî îäíîìó èç ýòèõ ïåðåõîäíûõ ïðîöåññîâ ìîæíî ñäåëàòü ïðåäâàðèòåëüíûé ïðîãíîç î òîì, êàê ïðîéä¸ò ïåðåáîð âàðèàíòîâ â ñèììåòðè÷íûõ ïåðåõîäíûõ ïðîöåññàõ. Äëÿ ýòîãî íåîáõîäèìî îðãàíèçîâàòü ïåðåáîð õîòÿ áû äëÿ îäíîãî ïðîöåññà èç ïàðû. Ïðîâåä¸ì ôîðìàëèçàöèþ ðàñ÷¸òà êîëè÷åñòâà ñîñòàâîâ, ïîäëåæàùèõ ââîäó èëè ñíÿòèþ äëÿ êàæäîãî èç ýòèõ ïåðåõîäíûõ ïðîöåññîâ.
 îáùåì âèäå ìàêñèìàëüíîå êîëè÷åñòâî âàðèàíòîâ ââîäà ñîñòàâîâ çà ïåðåõîäíûé ïðîöåññ max[Gââ] ìîæíî îïðåäåëèòü èç ñëåäóþùåãî ñîîòíîøåíèÿ:

ãäå M[i, j] - êîëè÷åñòâî ñîñòàâîâ, êîòîðûå äîëæíû áûòü íà j-ì ïóòè ëèíèè ê íà÷àëó ðàññìàòðèâàåìîãî èíòåðâàëà âðåìåíè (ïðîöåññà ïîñòðîåíèÿ ÏÃÄ) ñ ïîðÿäêîâûì íîìåðîì i.
M[i+1, j] - êîëè÷åñòâî ñîñòàâîâ, êîòîðûå äîëæíû áûòü íà j-ì ïóòè ëèíèè ê íà÷àëó ñëåäóþùåãî ê ðàññìàòðèâàåìîìó èíòåðâàëó âðåìåíè.
ÍÎÄ(M[i+1, j], M[i+1, j] - M[i, j]) - íàèáîëüøèé îáùèé äåëèòåëü, îïðåäåëÿåìûé ìåæäó M[i+1, j] è èçìåíåíèåì ÷èñëà ñîñòàâîâ ìåæäó äâóìÿ ñîñåäíèìè ÷àñàìè.
i - íîìåð ðàññìàòðèâàåìîãî èíòåðâàëà âðåìåíè;
j - ïóòü ëèíèè, j = 1, 2.
I - êîëè÷åñòâî èòåðàöèé, íåîáõîäèìûõ äëÿ ïîñòðîåíèÿ ïåðåõîäíîãî ïðîöåññà ÏÃÄ ïðè ïåðåõîäå îò îäíîãî ñòàöèîíàðíîãî ïðîöåññà ê äðóãîìó. Çíà÷åíèå êîëè÷åñòâà èòåðàöèé îïðåäåëÿåòñÿ:

tí[ñ.ï.2] - âðåìÿ íà÷àëà âòîðîãî ñòàöèîíàðíîãî ïðîöåññà (ñïðàâà);
tê[ñ.ï.1] - âðåìÿ êîíöà ïåðâîãî ñòàöèîíàðíîãî ïðîöåññà (ñëåâà);
Òïî - âðåìÿ ïîëíîãî îáîðîòà ñîñòàâà íà ëèíèè.
 òîì ñëó÷àå, êîãäà ÍÎÄ(M[i+1, j], M[i+1, j] - M[i, j]) > 1, êîëè÷åñòâî âîçìîæíûõ âàðèàíòîâ çíà÷èòåëüíî ñîêðàùàåòñÿ.
Ìàêñèìàëüíîå êîëè÷åñòâî âàðèàíòîâ ñíÿòèÿ ñîñòàâîâ çà ïåðåõîäíûé ïðîöåññ ìîæíî îïðåäåëèòü èç ñîîòíîøåíèÿ, çåðêàëüíî ñèììåòðè÷íîãî ïðèâåä¸ííîìó ðàíåå:

Âàæíî îòìåòèòü, ÷òî ïåðåáîðû âàðèàíòîâ ïðè ââîäå è ñíÿòèè ñîñòàâîâ ðàçëè÷àþòñÿ. Îñíîâíîå ðàçëè÷èå çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ïðîöåññû ñíÿòèÿ ñîñòàâîâ ñîïðîâîæäàþòñÿ íàçíà÷åíèåì ìàðøðóòîâ ñîîòâåòñòâèè ñ òðåáîâàíèÿìè ÃÎ. Òàêèì îáðàçîì, îòñóòñòâèå âîçìîæíîñòè íàçíà÷èòü ìàðøðóò õîòÿ áû íà îäíó íèòêó èñêëþ÷àåò òåêóùèé âàðèàíò ñíÿòèÿ ñîñòàâîâ èç ðàññìîòðåíèÿ.
Ìàêñèìàëüíîå êîëè÷åñòâî âàðèàíòîâ ñíÿòèÿ ñîñòàâîâ çà ïåðåõîäíûé ïðîöåññ ñ ó÷åòîì âîçìîæíûõ âàðèàíòîâ íàçíà÷åíèÿ ìàðøðóòîâ îïðåäåëÿòñÿ èç ñîîòíîøåíèÿ:

ãäå Nijk - êîëè÷åñòâî ýëåìåíòîâ ìíîæåñòâà ìàðøðóòîâ, êîòîðûå ìîãóò áûòü íàçíà÷åíû íà l-þ ñíèìàåìóþ íèòêó ïðè âûïîëíåíèè k-ãî âàðèàíòà i-ãî ñíÿòèÿ ïî j-ìó ïóòè;

Íà çíà÷åíèå Nijk îêàçûâàåò ñèëüíîå âëèÿíèå ðåàëèçîâàííûé ðàíåå âàðèàíò âûõîäà èç íî÷íîé ðàññòàíîâêè.
Âàðèàòèâíîñòü ðåàëèçàöèè âûõîäà ñîñòàâîâ èç íî÷íîé ðàññòàíîâêè ñâÿçàíà ñ òåì, ÷òî äîïóñòèìû ðàçëè÷íûå ïîñëåäîâàòåëüíîñòè âûïóñêà ñîñòàâîâ èç òî÷åê íî÷íîé ðàññòàíîâêè, íàõîäÿùèõñÿ íà ñòàíöèîííûõ ïóòÿõ ëèíèè, íà ãëàâíûå ïóòè ëèíèè. Âîçìîæíûå âàðèàíòû âûõîäà ñîñòàâîâ îò òî÷åê íî÷íîé ðàññòàíîâêè çàäàþòñÿ â êà÷åñòâå èñõîäíûõ äàííûõ [2].
×èñëî âàðèàíòîâ ïîñòðîåíèÿ ÏÃÄ ÿâëÿåòñÿ íå ìîíîòîííîé ôóíêöèåé îò ïðîöåññà è åãî ñîñòîÿíèÿ (íà÷àëî èëè êîíåö). Ïåðåõîä îò îäíîãî ïðîöåññà ê äðóãîìó ñîïðîâîæäàåòñÿ «ëàâèííûì» óâåëè÷åíèåì ÷èñëà âàðèàíòîâ, ïåðåõîä îò íà÷àëà ïðîöåññà ê êîíöó ñîïðîâîæäàåòñÿ óìåíüøåíèåì ÷èñëà âàðèàíòîâ. Êà÷åñòâî ñîçäàííûõ àëãîðèòìîâ îöåíèâàåòñÿ ïî ñòåïåíè óìåíüøåíèÿ ÷èñëà ðàññìàòðèâàåìûõ âàðèàíòîâ ïðè ïåðåõîäå îò íà÷àëà ïðîöåññà ê êîíöó.
Ëèòåðàòóðà
1. Ñèäîðåíêî Â.Ã., Ñàôðîíîâ À.È. Ïîñòðîåíèå ïëàíîâîãî ãðàôèêà äâèæåíèÿ äëÿ ìåòðîïîëèòåíà // Ìèð òðàíñïîðòà. 2011, ¹ 3. - Ñ. 98-105.
2. Ñèäîðåíêî Â.Ã., Ïèñêóíîâ À.Ñ. Ïðîöåäóðû îðãàíèçàöèè íî÷íîé ðàññòàíîâêè ñîñòàâîâ íà ëèíèè ìåòðîïîëèòåíà // ÂÅÑÒÍÈÊ ÌÈÈÒà // Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèé æóðíàë. Ì.: ÌÈÈÒ. 2008, âûï. 18. - Ñ. 3-7.
Áèáëèîãðàôè÷åñêàÿ ññûëêà:
Ñàôðîíîâ, À. È. Àíàëèç áûñòðîäåéñòâèÿ àëãîðèòìîâ àâòîìàòèçèðîâàííîãî ïîñòðîåíèÿ ïëàíîâîãî ãðàôèêà äâèæåíèÿ ïàññàæèðñêèõ ïîåçäîâ ìåòðîïîëèòåíà / À. È. Ñàôðîíîâ, Â. Ã. Ñèäîðåíêî // Ïðîãðàììà êîíôåðåíöèè «Òåõíè÷åñêèå è ïðîãðàììíûå ñðåäñòâà ñèñòåì óïðàâëåíèÿ, êîíòðîëÿ è èçìåðåíèÿ» (ÓÊÈ’12): Êîíôåðåíöèÿ ñ ìåæäóíàðîäíûì ó÷àñòèåì (16-19 àïðåëÿ 2012 ã., Ìîñêâà, Ðîññèÿ). Ó÷ðåæäåíèå Ðîññèéñêîé àêàäåìèè íàóê Èíñòèòóò ïðîáëåì óïðàâëåíèÿ èì. Â.À. Òðàïåçíèêîâà ÐÀÍ. - 2012. - Ñ. 76.
Ññûëêà íà elibrary.ru:
https://www.elibrary.ru/item.asp?id=22776500







Âëîæåíèå: 13420023_2012_uki.pdf
| Ðóáðèêè: | Íàóêà/ÈÏÓ ÐÀÍ Ìåòðîëþáèå Êîìïüòåðíîå ÀÓÈøíîå |
| Êîììåíòèðîâàòü | « Ïðåä. çàïèñü — Ê äíåâíèêó — Ñëåä. çàïèñü » | Ñòðàíèöû: [1] [Íîâûå] |