Сафронов А.И. (аспирант), Антропов С.Г. (АУИ-511)

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ НОЧНОЙ РАССТАНОВКИ СОСТАВОВ НА ЛИНИИ МЕТРОПОЛИТЕНА

Автоматизация метрополитена нацелена на улучшение использования пропускной способности, повышение безопасности движения, облегчение труда работников метрополитена, повышение качества управления.

Составление планового графика движения (ПГД) относится к задачам планирования перевозочного процесса. Результатом решения этой задачи является вектор переменных системы управления движением поездов на протяжении всего пассажирского движения в штатном режиме функционирования линии. Одной из задач, решаемых при автоматизации планирования перевозочного процесса, является организация ночной расстановки (НР) составов.

Для реализации ввода последовательностей заполнения пунктов НР, основанного на древовидных графах, необходимо решить следующие задачи:

- создать или отредактировать граф;
- загрузить или сохранить граф;
- составить алгоритмы анализа построенных графов.

Для автоматизированного построения ПГД важно не просто создать ту или иную точку НР на главном пути, но и наладить связи между ними. Ещё одним фактором, оказывающим влияние на результат построения ПГД, является принадлежность указателя определённому типу НР.

Достаточным является составление древовидных графов освобождения точек НР для рассматриваемого типа расстановки. Эта информация, одновременно, является и инструкцией по заполнению точек НР. Таким образом, последовательности освобождения и заполнения точек НР совпадают, ввод последовательности заполнения избыточен.

В автоматизированной системе построения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена (АСП ПГД ППМ) переход к диалоговому окну составления древовидных графов осуществляется через вкладку «Указатели» диалогового окна «Редактирование параметров станции». Предварительно необходимо указать момент, для которого будет составляться древовидный граф, а также тип расстановки.

Помимо структурных особенностей у пункта НР есть параметры его расположения. Графов может быть бесконечно много. Вершины графа располагаются свободно или их положение ограничивается сеткой, в каждой ячейке которой располагается один элемент. Математически это можно представить в виде матрицы целых чисел, каждый элемент которой является порядковым номером пункта ночной расстановки.

Слева формы расположен список указателей. В середине формы находится графическая область, на которой отображается построенный граф. В верхней части формы расположено функциональное меню. Элемент, который необходимо вставить в дерево, выбирается в левой части и переносится в центральную часть путем удержания в нажатом состоянии левой кнопки манипулятора типа «мышь». Положение элементов определяется графической сеткой. Элементы можно свободно перемещать. Связь между элементами образуется при наложении одного элемента на другой. После образования связи дочерний элемент самостоятельно возвращается на свое первоначальное место. Реализованы операции удаления элементов с графической области, редактирования связей и хранения информации о построенных деревьях в базе данных. Верхний элемент древа соответствует первой заполняемой точке НР. Для некоторых станций может быть построено несколько несвязанных деревьев.

Для удобства редактирования параметров графика необходимо предоставлять информацию пользователю в наглядном и доступном виде. Эти манипуляции неразрывно связаны с понятием интерфейса рабочей среды программного продукта. В работе реализована функция закрытия формы ввода и редактирования точек НР с сохранением и без него.
Разработанное программное обеспечение внедрено в АСП ПГД ППМ.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Автоматизированная организация ночной расстановки на линии метрополитена / А. И. Сафронов, С. Г. Антропов // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2012. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2012. - C. III-108.

Пьей Сонэ Аунг (АУМ-611), Сафронов А.И. (аспирант)

АНАЛИЗ СРЕДСТВ ВИЗУАЛИЗАЦИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА НА БАЗЕ АППАРАТА СЕТЕЙ ПЕТРИ

Московский метрополитен - обширное транспортное предприятие, в работу которого вовлечено большое количество человеческих и материальных ресурсов. Автоматизация различных технологических процессов на Московском метрополитене позволяет облегчить работу специалистов различных служб метрополитена.

Важную роль при автоматизации составления планового графика движения (ПГД) поездов играет решение задачи визуализации и коррекции информации в принятом формате. Созданный разработчиками системы аппарат позволяет выполнять существующие и учитывать вновь возникающие требования заказчика в лице инженеров-графистов Службы движения Московского метрополитена.
Целью работы является разработка алгоритмов графического отображения и коррекции информации в ПГД пассажирских поездов метрополитена.

Для выполнения сформулированной цели требуется решить следующие задачи:

- провести анализ развития автоматизации планирования перевозочного процесса на линиях метрополитена;
- выполнить формализацию задачи;
- разработать алгоритмы визуализации и коррекции информации;
- разработать программное обеспечение модулей визуализации;
- провести тестирование разработанных модулей;
- составить инструкцию пользователя.

В вопросах визуализации интерфейса ПГД центральное место занимает работа с «образом нитки». В состав этой работы входят следующие простейшие операции:

1. Создание нитки;
2. Укорачивание нитки;
3. Удлинение нитки;
4. Связывание ниток;
5. Коррекция расписания;
6. Ввод сверхрежимных выдержек (СРВ).

В работе рассматривается решение задачи визуализации образов ниток, приводится математическое описание проводимых операций с использованием аппарата сетей Петри.

Отметим, что основой реализации автоматизированного построения ПГД является коррекция расписания. Коррекция расписания ниток является простейшей операцией. На основе простейших операций строятся более сложные, составные операции.
Авторами с использованием сетей Петри рассмотрены простейшие операции. Каждая из этих операций разбивается на структурные блоки:

- инициализации;
- действий по созданию нитки;
- прорисовки/визуализации образа нитки;
- невыполнения операции.

По результатам исследования этих блоков авторами разработана обобщённая блок-схема простейших операций, проводимых над нитками ПГД. Вместе с тем, авторами выделена обобщённая структура классов программной среды, которые в своём составе содержат:

- процедуру инициализации операции, в которой происходит определение основных переменных и их начальных значений, необходимых для выполнения операции;
- процедуру выполнения операции, включающую в себя операции по созданию или коррекции нитки с последующей визуализацией образа нитки.

Поскольку программный модуль визуализации постепенно обновляется, дополняется и корректируется, он может накапливать в своём составе однотипные процедуры, что приводит к увеличению времени, затрачиваемого на расчёты. Проведённый анализ простейших процедур с использованием математического аппарата сетей Петри позволил выявить однотипные процедуры, что привело к существенному упрощению структуры операций и сокращению времени, затрачиваемого на расчёты.

Программный модуль визуализации интерфейса ПГД успешно прошел тестирование инженерами-графистами Московского метрополитена. В ходе тестирования ошибок не выявлено. В настоящее время программный модуль введён в состав АСП ПГД ППМ, внедрённой на Московском метрополитене.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Анализ средств визуализации автоматизированной системы построения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена на базе аппарата сетей Петри / А. И. Сафронов, Пьей Сонэ Аунг // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2012. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2012. - C. III-106-III-107.

Мин Вэй Чжо (АУМ-611), Сафронов А.И. (аспирант)

ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕЧАТИ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЁТА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ В АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ ПОСТРОЕНИЯ ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА

Движение поездов по линиям метрополитена осуществляется в соответствии с плановым графиком движения (ПГД), процесс составления которого является одной из сложнейших задач.

Качество перевозки пассажиров по линиям метрополитена зависит от правильной организации движения пассажирских поездов. ПГД отображает всю информацию о движении пассажирских поездов метрополитена. Таким образом, качество перевозки пассажиров напрямую зависит от качества составленного графика. Качество графика необходимо оценивать.

В автоматизированной системе построения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена (АСП ПГД ППМ) организован модуль обсчёта показателей качества графика, а также модуль вывода результатов этого обсчёта, который вызывается путём выбора в меню «Вид» пункта «Обсчёт графика». В этом модуле содержится информация об обобщённых результатах, таких как поездо-километры и вагоно-километры. Для тех случаев, когда этой информации недостаточно, необходимо перейти к полному обсчёту графика, где приведены результаты обсчёта прочих эксплуатационных показателей:

- количества поездов на графике;
- количества составов на графике;
- нулевого пробега;
- пробега с нулевым;
- общих поездо-часов;
- поездо-часов в движении;
- простоя;
- эксплуатационной скорости;
- технической скорости.

Эти показатели качества и ранее рассчитывались в соответствующем модуле АСП ПГД ППМ для всего графика. В настоящее время авторами введён расчёт этих показателей и для различных участков линии поперегонно.

Такая информация необходима для оценки качества составленного графика. Прежде всего, качество графика оценивается из условия минимума затрат электроэнергии. Таким образом, упомянутая ранее информация должна быть в надлежащем виде предоставлена пользователям системы, а также приведена к виду, удобному для передачи в другие службы метрополитена. Поскольку другие службы не имеют возможности использования АСП ПГД ППМ, то информацию об обсчёте графика им необходимо предоставлять в печатном виде. Одной из возможностей печати информации является разработанный авторами блок передачи в документ Microsoft Excel.

В АСП ПГД ППМ также существует собственный модуль печати упомянутой информации в требуемом заказчиком формате. Авторами составлены алгоритмы, отражающие процесс печати автоматизированного обсчёта эксплуатационных показателей графика. Этот модуль включает в себя следующие блоки печати:

- результаты по депо;
- обобщённые результаты;
- результаты полного обсчёта.

Также авторами разработан и новый блок печати, в котором собраны результат обсчёта графика для различных участков поперегонно.

Печать итоговых результатов расчёта производилась при помощи лазерного принтера Canon LBP-1120 на формат листа А4. Печать промежуточных результатов, в ходе отладки программного обеспечения, проводилась с использованием виртуального принтера PDFCreator. Этот способ отладки позволяет экономить бумагу, что, в свою очередь, делает проведение экспериментов в ходе рассматриваемых разработок более дешёвыми.

Время, затрачиваемое на ручной обсчёт графика, несопоставимо велико, по сравнению со временем, затрачиваемым на автоматизированный обсчёт. Таким образом, можно утверждать, что разработанное нововведение является экономически оправданным. Программное обеспечение внедрено и функционирует в составе АСП ПГД ППМ, внедрённой на Московском метрополитене.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Организация печати результатов расчёта эксплуатационных показателей в автоматизированной системе построения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена / А. И. Сафронов, Мин Вэй Чжо // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2012. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2012. - C. III-103-III-104.

Аунг Лвин Лвин (АУМ-611), Сафронов А.И. (аспирант)

ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕЧАТИ И АНАЛИЗ ГРАФИКА ОБОРОТА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА В АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ ПОСТРОЕНИЯ ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА

Метрополитен города Москвы является сложной развивающейся распределенной системой, включающей в себя множество различных объектов. На его долю приходится более половины пассажирских перевозок города. Автоматизация метрополитена направлена на решение вопросов улучшения использования пропускной способности, повышения безопасности движения, облегчения труда работников метрополитена, повышения качества управления. Движение поездов по линиям метрополитена осуществляется в соответствии с плановым графиком движения (ПГД) поездов и связанным с ним графиком оборота подвижного состава (ГО). В связи с этим, актуальной является задача автоматизации составления ПГД и ГО.

В данной работе рассмотрены вопросы автоматизированного анализа и печати ГО на соответствие накладываемым ограничениям.

Проверка соответствия ГО ограничениям осуществляется по следующим критериям:

- правильность ночной расстановки поездов - маршрут заканчивает свое движение в той точке линии, из которой начинает движение на следующий день следующий маршрут;
- ритмичность ремонтов - периодичность проведения ремонтов или осмотров отдельно взятого состава должна отвечать требованиям эксплуатации, согласно которым время движения состава по линии без осмотра или ремонта не превысило бы максимально допустимой величины (24 часа);
- длительность ремонтов - время на осмотр или ремонт состава должно быть не меньше установленного минимума;
- правильность выхода и ухода поездов с линии - все уходы поездов на осмотры должны соответствовать выходам поездов из соответствующих осмотров.

Авторами было разработано программное обеспечение, реализующее анализ ГО по приведённым выше критериям.
Задача анализа ГО не может быть решена без предварительного составления ПГД и соответствующего ему ГО. Составление ГО приводит к рассмотрению задачи печати его на бумажном носителе.

В состав автоматизированной системы построения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена (АСП ПГД ППМ) входит модуль печати ГО на листе альбомной ориентации. Эти правила установлены заказчиком. В ходе бурного развития новой, Люблинско-Дмитровской линии Московского метрополитена, единственное, на сегодняшний день, электродепо Печатники стало содержать в себе большое количество составов. Таким образом, число соответствующих элементов перестало умещаться на листе формата, предусмотренного заказчиком. В работе предложены два пути решения проблемы:

- размещение ГО на нескольких листах альбомной ориентации;
- организация печати ГО на листе книжной ориентации.

Первая методика заключается в преобразовании существующих процедур с учётом переноса элементов, не поместившихся на одном листе, на следующую страницу. При этом важно заранее рассчитать количество печатаемых страниц. Вместе с тем необходимо предусмотреть проверки, связанные с заполнением страницами пустыми ячейками, если количество перенесённых на другую страницу элементов занимают менее половины страницы.

Вторая методика заключается в особой разметке страницы ГО, для которой потребовалось создание набора новых процедур, учитывающих книжную ориентацию страницы. Авторами были разработаны и описаны алгоритмы, учитывающие особенности книжной ориентации листа.

Мероприятия по модернизации существующих систем позволяют расширять функциональность систем в соответствии с пожеланиями пользователей. Обновлённое программное обеспечение АСП ПГД ППМ внедрено на Московском метрополитене.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Организация печати и анализ графика оборота подвижного состава в автоматизированной системе построения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена / А. И. Сафронов, Аунг Лвин Лвин // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2012. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2012. - C. III-99-III-100.

Солдатов Н.Л. (АУИ-211), Ушаков К.А. (АУИ-311), Харчилин Д.И. (АУИ-211), Чайковский М.В. (АУИ-311), Сафронов А.И. (аспирант)

СОЗДАНИЕ ИНТЕРФЕЙСА И ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РАБОЧЕГО МЕСТА ИНЖЕНЕРА ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ЭЛЕКТРОДЕПО МЕТРОПОЛИТЕНА

В настоящее время на Московском метрополитене внедрена в эксплуатацию разработанная на кафедре «Управление и информатика в технических системах» МИИТа автоматизированная система построения плановых графиков движения пассажирских поездов метрополитена (АСП ПГД ППМ). Для её функционирования необходим обмен информацией между электродепо и группой графистов Службы движения, который в настоящее время осуществляется на бумажном носителе или по телефону.

Целью создания АРМ является интеграция исходных данных для построения графика оборота (ГО) подвижного состава и планового графика движения (ПГД) поездов метрополитена.

Потребителем результатов работы АРМ могут быть и другие службы метрополитена, в частности Служба подвижного состава при управлении локомотивными бригадами электродепо Московского метрополитена.

Ряд исходных данных, которые необходимы для расчётов, проводимых АРМ инженера по эксплуатации электродепо совпадает с величинами, хранящимися в базе данных (БД) АСП ПГД ППМ, таким образом, рационально брать за основу существующую БД и вносить в неё некоторые коррективы.

Система сохраняет результаты работы в базе данных формата Microsoft Access, взаимодействие и отношения между таблицами которой осуществляется с помощью специального языка структурированных запросов SQL.

В перспективе необходимо преобразовать и упростить существующую структуру БД, что должно существенно улучшить процедуры инициализации данных, передаваемых в программу.

На протяжении нескольких лет Visual Basic 6.0 считали хорошим средством для разработки программного обеспечения (ПО). На базе статистики использования языков программирования, находящейся в открытом доступе в сети Интернет было принято решение о создании АРМ инженера по эксплуатации электродепо метрополитена на популярном современном языке программирования С#.

Язык основан на строгой компонентной архитектуре и реализует передовые механизмы обеспечения безопасности кода. Авторами выделены следующие особенности языка:

- императивный – состоит из операторов, которые меняют состояние памяти;
- объектно-ориентированный – ПО состоит из объектов, которые являются некоторыми законченными сущностями, взаимодействующими друг с другом посредством свойств, методов и событий;
- функциональный – процесс выполнения программы трактуется как вычисление значений функций от исходных данных и результатов выполнения других функций.

Для реализации пользовательского интерфейса используется технология Windows Forms, в которой отображение графики производится посредством подключённых библиотек, взаимодействующих с GDI.

GDI – графический интерфейс Windows, необходимый для представления объектов и передачи их на устройства отображения.

Интерфейс нового ПО должен совместить привычное для пользователя существующей системы расположение пунктов меню, функционал и горячие клавиши с новыми возможностями. Необходимо учитывать производительность компьютеров, на которых будет использоваться разрабатываемое ПО.

В результате работ по созданию нового АРМ в среде Visual Studio 2010 было налажено информационное обеспечение среды, получаемое из БД, что позволило приступить к комплексной отладке графического интерфейса, а также к возможности изменения данных внутри ПО АРМ инженера по эксплуатации электродепо метрополитена.

Работа выполнена под руководством д.т.н., профессора Сидоренко В. Г.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Создание интерфейса и информационного обеспечения автоматизированного рабочего места инженера по эксплуатации электродепо метрополитена / А. И. Сафронов, Н. Л. Солдатов, К. А. Ушаков, Д. И. Харчилин, М. В. Чайковский // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2011. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2011. - C. III-159.

Сафронов А.И. (аспирант)

УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ И РЕАЛИЗУЕМОСТИ ПРИ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПОСТРОЕНИИ ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА

Для построения планового графика движения (ПГД) поездов на Московском метрополитене используется автоматизированная система построения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена (АСП ПГД ППМ). Она реализует автоматизированную процедуру построения ПГД. По ходу выполнения этой процедуры выявлены моменты, в которые пользователь должен принять решение, а между этими моментами построение выполняется автоматически.

При автоматизации построения ПГД необходимо минимизировать число моментов принятия решения. Как правило, эти моменты совпадают с моментами перехода от одного процесса к другому. Если выполняется построение переходного процесса ПГД, длительность которого превышает время полного оборота (Тпо) состава, пользователю предоставляется возможность выполнить управление несколько раз через Тпо.

Выполнение целого ряда процессов основано на переборе большого количества вариантов их реализации. Вместе с тем возник вопрос о сокращении времени, затрачиваемого на перебор. Для решения проблемы выбран путь исключения заведомо нереализуемых вариантов.

Lвариантов = MI * MII * KTпо

где MI - количество составов I-го пути, MII - количество составов II-го пути, KTпо - количество итераций ввода/снятия составов за Тпо.

Полностью исключить оператора из процесса построения ПГД невозможно, поскольку только он способен учитывать особенности организации движения на линии, известные ему исходя из опыта работы в течение многих лет. Если оператором вносятся изменения, дальнейшее автоматизированное построение может быть продолжено только после проведения проверки целостности графика.

Под целостностью будем понимать удовлетворение ПГД условиям реализации, определённым для всех ранее выполненных процессов.
Целостность графика уместно проверять для утреннего фрагмента ПГД, состоящего из процессов: выхода составов из ночной расстановки, равномерного ввода составов перед утренним часом «пик» и утреннего часа «пик». Эта же проверка является условием реализации при проведении автоматизированного построения ПГД с процесса утреннего часа «пик».

Введём некоторые термины. Под условиями реализуемости будем понимать априорную информацию, которая позволяет заранее определить, удастся ли с заданными начальными условиями построить переходный/стационарный процесс.

Под условиями реализации будем понимать апостериорную информацию, получаемую по итогам построения переходного/стационарного процесса путём проверки целостности графика после завершения рассматриваемого процесса.

Реализуемость построения ПГД уместно проверять в момент связи ниток, построенных после утреннего часа «пик» (слева) и перед вечерним часом «пик» (справа). Если количество ниток слева не соответствует количеству ниток справа, дальнейшее построение такого варианта графика невозможно.

Условия реализуемости и реализации автоматизированного построения ПГД были сформулированы для каждого процесса построения ПГД. Для некоторых процессов условия «реализуемости» отдельно не выделяются, в этих случаях выполнение предыдущих этапов предполагает гарантированную реализуемость последующих:

- выполненный выход из ночной расстановки предполагает, что выход из вечернего пика и уход на ночную расстановку реализуемы;
- реализованные процессы вечернего пика и выхода из утреннего пика предполагают, что вход в вечерний пик реализуем.

Однако правильность построения этих процессов надо проверить при помощи условий реализации.

Научный руководитель - д.т.н., профессор Сидоренко В. Г.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Условия реализации и реализуемости при автоматизированном построении планового графика движения пассажирских поездов метрополитена / А. И. Сафронов // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2011. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2011. - C. III-157-III-158.

Пьо Хтет Вин (АУМ-611), Сафронов А.И. (аспирант)

АНАЛИЗ ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МОСКОВСКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА

Московский метрополитен является сложной развивающейся распределенной системой, включающей в себя множество различных объектов. На Московский метрополитен приходится более половины пассажирских перевозок города. Автоматизация метрополитена направлена на решение вопросов улучшения использования пропускной способности, повышения безопасности движения, облегчения труда работников метрополитена, повышения качества управления. Движение поездов по линиям метрополитена осуществляется в соответствии с плановым графиком движения поездов. В связи с этим актуальной является задача автоматизации составления планового графика движения (ПГД) поездов.

В данной работе рассмотрены вопросы автоматизированного анализа ПГД пассажирских поездов Московского метрополитена на соответствие накладываемым ограничениям.

Проверка соответствия планового графика ограничениям осуществляется по следующим критериям:

- наличие недопустимых захлёстов – недопустимого сближения составов при обороте по соединительным веткам или в оборотных тупиках конечных станций;
- длительность станционных оборотов должна быть не меньше минимально-допустимой;
- интервалы движения поездов должны соответствовать заданным размерам движения и не могут быть меньше минимально-допустимого;
- правильность ночной расстановки поездов – маршрут заканчивает свое движение в той точке линии, из которой начинает движение на следующий день следующий маршрут;
- ритмичность ремонтов – интервал времени в движении состава не должен превышать максимально-допустимый;
- проверять длительность ремонтов, которая зависит от количества вагонов в составах, обслуживающих линию;
- проверять правильность выхода и ухода поездов с линии;
- правильность нумерации ниток графика;
- проверять связанность ниток – в завершенном плановом графике не должно быть несвязанных ниток, не имеющих предыдущей нитки и не привязанных по выходу к точке ночной расстановки, или не имеющих следующей нитки и не привязанных к точке ухода в ночную расстановку.

Авторами было разработано программное обеспечение, реализующее анализ ПГД по некоторым из перечисленных критериям.
Для удобства пользователей авторами организована интегрированная процедура анализа составленного ПГД.

Если пользователь не среагировал на сообщение системы об ошибке рассматриваемого типа или после его действий в ПГД остались такие ошибки, то система не позволяет перейти к следующему этапу. Таким образом, каждый успешно пройденный этап анализа фиксируется, как выполненный, и до тех пор, пока остаются какие-либо ошибки на текущей стадии анализа, система не позволяет перейти к следующему этапу.

Для случаев, когда пользователь дополнительно желает проконтролировать себя самостоятельно, введены функции принудительного возврата к предыдущей стадии анализа ПГД и возврата к первой стадии анализа без сброса результатов ранее проведённого анализа на тех стадиях, которые было решено пройти заново.

Мероприятия по модернизации существующих систем позволяют расширять функциональность систем в соответствии с пожеланиями пользователей.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Сидоренко В.Г.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Анализ планового графика движения пассажирских поездов московского метрополитена / А. И. Сафронов, Пьо Хтет Вин // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2011. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2011. - C. III-157.

Пьо Ту Со (АУМ-611), Сафронов А.И. (аспирант)

РАСЧЁТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И КРИТЕРИЕВ КАЧЕСТВА ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ ЛИНИИ МЕТРОПОЛИТЕНА

Основной задачей планирования движения пассажирских поездов метрополитена является составление планового графика движения (ПГД). ПГД, который представляет собой составленный в графической форме план организации перевозочного процесса, к которому привязана работа всех служб метрополитена. Составление графика движения является трудоемким процессом, занимающим до 2 месяцев.

Составленный ПГД оценивается по ряду эксплуатационных показателей и критериев качества. Эта работа посвящена созданию программных средств расчета эксплуатационных показателей и критериев качества ПГД пассажирских поездов линии метрополитена.

Основным показателем линии, для которой составляется ПГД, является пропускная способность. Пропускная способность может быть потребной, наличной и проектной. Пропускная способность линии зависит от пропускной способности станций, соединительных веток и перегонов. Тот из перечисленных основных элементов линии, который имеет наименьшую пропускную способность, определяет пропускную способность линии в целом, т.е. определяет так называемую результативную пропускную способность линии.

Основными характеристиками планового графика являются:

- парность движения;
- интервалы между поездами по отправлению и прибытию.

При заданных условиях функционирования линии, парности и времени хода по главным путям линии оценка качества планового графика движения проводится по следующим показателям:

- участковая скорость перевозки пассажиров;
- суммарные эксплуатационные удельные затраты;
- затраты электроэнергии на тягу поездов;
- затраты на ремонт подвижного состава;
- показатели ритмичности движения: максимальный и минимальный интервал движения поездов, коэффициент вариации интервалов, определенные как для каждого размера движения, так и для графика в целом;
- качество организации работы конечных станций: отсутствие превышения пропускной способности станций, т. е. превышения допустимого значения «захлёста», а также максимальное и минимальное значения времени оборота по каждой из конечных станций для каждого размера движения, определяющие использование маневровых бригад для управления поездами на станциях;
- суммарные сверхрежимные выдержки при непараллельном графике движения;
- удобство согласования с графиком работы поездных бригад и количеством поездных бригад, необходимым для его реализации.

На основании ПГД определяются эксплуатационные измерители, которые характеризуют работу метрополитена: поездо-километры, вагоно-километры, нулевой пробег вагонов, поездо-часы, простой вагонов, эксплуатационная скорость, техническая скорость.

Многовариантность сценариев синтеза ПГД определяет необходимость ввода критерия эффективности построенного графика. Оценка качества графика движения проводится по перечисленным ранее показателям. Основными являются показатели ритмичности движения и оценки качества организации работы конечных станций.

Авторами в рамках (АСП ПГД ППМ) разработаны программные средства, позволяющие вводить исходные данные перегонов для расчёта эксплуатационных показателей и выполнять визуализацию результатов расчета.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Сидоренко В.Г.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Расчёт эксплуатационных показателей и критериев качества планового графика движения пассажирских поездов линии метрополитена / А. И. Сафронов, Пьо Ту Со // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2011. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2011. - C. III-156.

Александрова Т.Ю. (ВУИ-611), Сафронов А.И. (аспирант)

КОМПЛЕКС ПРОГРАММ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СИНТЕЗА И ПЕЧАТИ ПОЕЗДНЫХ РАСПИСАНИЙ ДЛЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА

Метрополитен – вид рельсового пассажирского транспорта, который в условиях больших городов с насыщенным движением является важнейшим транспортным средством. Без него невозможно представить нормальное функционирование современных крупных городов.

Московский метрополитен имеет сложную развивающуюся структуру, отличается высокой пропускной способностью.

Движение поездов по линиям метрополитена осуществляется в соответствии с плановым графиком движения (ПГД), процесс составления которого является одной из сложнейших задач.

Качество перевозки пассажиров по линиям метрополитена зависит от правильной организации движения пассажирских поездов. Плановый график отображает всю информацию о движении пассажирских поездов метрополитена.

В автоматизированной системе построения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена (АСП ПГД ППМ) организована подсистема вывода расписания, вызываемого по нажатию кнопки «Окно расписания». В ней информация о нитке графика представлена в компактном текстовом формате (номер поездов, номер маршрутов, время движения от начальной до конечной станции, нумерация впереди и сзади идущих поездов, интервал, длительности СРВ и др.)

Такая информация необходима как графисту при составлении графика, так и машинисту электропоезда. Таким образом, упомянутая ранее информация должна быть в надлежащем виде ему предоставлена. На метрополитене организован жёсткий аппарат, согласно которому, каждому машинисту при выходе состава на главный путь линии выдаётся соответствующая карточка (или набор карточек) расписания.

В настоящее время карточки расписания, предназначенные машинистам, заполняются вручную. Однако данные, с которыми оперирует АСП ПГД ППМ, позволяют автоматизировать и этот процесс. Таким образом, авторами был разработан программный комплекс, входящий в состав системы, позволяющий выводить на печать на различных форматах бумаги большое количество карточек расписания, заполненных всей необходимой информацией.

Каждое нововведение должно быть экономически оправдано, таким образом, перед авторами была поставлена задача, суть которой заключается в опытной проверке и сравнении времён, затрачиваемых на проведение операций ручного и автоматического заполнения карточек расписания. Были проведены следующие эксперименты:

- печать с использованием лазерного принтера Canon LBP-1120. На формат листа А4 осуществляет вывод не более двух карточек, причём, исключительно в «книжной» ориентации листа. Время печати в данном случае составляет порядка 10 с;
- печать большого количества карточек была реализована с использованием плоттера HP DesignJet 500 plus 24. Использовался формат бумаги А1, время печати листа при этом составило 340 секунд.

Дальнейшие этапы эксперимента были направлены на нарезку карточек расписания. Время, затрачиваемое на этот процесс, также учитывалось при подготовке карточек для передачи машинисту. Было рассчитано среднее время, затрачиваемое на подготовку одной карточки. Результаты каждого эксперимента заносились в таблицу.

Время на ручное заполнение бланков карточек расписания на порядок больше, нежели с использованием программного комплекса печати. Таким образом, можно утверждать, что разработанное нововведение является экономически оправданным. Программное обеспечение внедрено и функционирует на Московском метрополитене.

Работа выполнена под руководством д.т.н., профессора Сидоренко В.Г.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Комплекс программ автоматизированного синтеза и печати поездных расписаний для пассажирских поездов метрополитена / А. И. Сафронов, Т. Ю. Александрова // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2011. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2011. - C. III-123.

Сафронов А.И. (аспирант)

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПОСТРОЕНИЕ ЭТАПОВ ПОДГОТОВКИ ПЕРЕВОЗОЧНОГО ПРОЦЕССА НА ЛИНИИ МЕТРОПОЛИТЕНА К ДВИЖЕНИЮ С МАКСИМАЛЬНОЙ ПАРНОСТЬЮ

Перевозочный процесс на метрополитене связан с предоставлением услуг, где транспортное предприятие обязуется доставить пассажира из одной точки в другую с должным уровнем безопасности. Здесь одним из аспектов безопасности является правильно составленное расписание. В сфере информационных технологий, где возможно автоматическое функционирование, достаточно предоставлять численные данные, а в человеко-машинных системах для быстрого реагирования оператора необходим наглядный, графический вид.

Для ручного графика характерно малое количество сверхрежимных выдержек (СРВ) и построение на основе экспертных оценок. Эти оценки связаны с опытом работы графиста и субъективны. Оптимальность, в данном случае, основывается на критерии экспертной оценки.

Объективности удаётся добиться посредством проведения расчетов на основе критериев, имеющих строгое математическое описание. Одним из таких критериев является равномерность. График, построенный на основе этого критерия, приобретает непривычный вид по распределению СРВ после выравнивания интервалов, тем не менее, не исключено, что в конечном итоге он будет обладать более высоким качеством как с точки зрения организации движения на линии, так и с точки зрения распределения пассажиропотока на станциях. Математическое описание критерия равномерности тесно связано с алгоритмом Евклида.

Существующий алгоритм выравнивания интервалов обладает достаточной гибкостью, позволяющей лицу, принимающему решение, выбирать между равномерностью распределения СРВ между всеми станциями и продолжительной СРВ только на конечных станциях. Последний случай прекрасно подходит для радиальных линий и позволяет с особой быстротой добиться равномерности межпоездных интервалов, однако он совершенно неудобен при организации движения на Кольцевой линии.

Для Кольцевой линии можно выделить ряд особенностей:

- движение составов по каждому из путей рассматривается, как движение по двум независимым радиальным линиям;
- отсутствуют обороты по станционным путям;
- время полного оборота состава (Тпо), рассчитывается из условия прохождения маршрутом полного круга;
- действует одно физическое депо, представленное на графике в виде двух «виртуальных»;
- количество составов, обслуживающих линию невелико.

Движение с максимальной парностью на линии метрополитена производится лишь в утренний и вечерний часы-пик. Равномерная сетка графика, построенная в период утреннего пика, является отправным моментом для построения подготовительных этапов (выход из ночной расстановки составов и равномерный ввод составов из депо) в обратном времени.

На данный момент известен и реализован механизм равномерного ввода составов на линию из депо, где рекуррентно вызывается процедура ввода с параметром времени начала ввода последовательно смещаемым в обратном времени на величину Тпо (порядка 30 минут для Кольцевой линии). Далее проводится выравнивание межпоездных интервалов.

Как только этап выравнивания пройден, необходимо произвести завязку выхода из ночной расстановки (НР). На этом этапе производится последовательное заполнение существующих точек НР составами, которые оказались не связанными с депо.

Упомянутый механизм построения утренних этапов организации движения на линиях метрополитена слаженно работает для радиальных линий метрополитена и находится на одной из финальных стадий отладки при построении графика Кольцевой линии.

Работа выполнена под руководством д.т.н., профессора Сидоренко В.Г.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Автоматизированное построение этапов подготовки перевозочного процесса на линии метрополитена к движению с максимальной парностью / А. И. Сафронов // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2011. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2011. - C. III-141-III-142.