Сафронов А.И., к.т.н.

ВЛИЯНИЕ УВЕЛИЧЕННЫХ «ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОКОН» НА ПРОЦЕСС ПЛАНИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА

За последний год на Московском метрополитене участились плановые закрытия центральных участков его линий с целью проведения на них длительных (в объёме 26 часов) ремонтных работ. Во время плановых закрытий участков, получивших название увеличенных «технологических окон» по аналогии с утверждённой терминологией, действующей на магистральных железных дорогах, проводятся:

- косметический ремонт станций,
- замена осветительных приборов,
- диагностика и ремонт главных путей,
- диагностика программно-аппаратных фрагментов станций,
- другие работы.

Организация увеличенных «технологических окон» на метрополитене связана с необходимостью поддержания должного уровня безопасности при перевозках пассажиров. «Технологические окна» оказывают значительное влияние на планирование перевозочного процесса.

Одной из задач, возникающих при этом в Службе Движения, является составление таблиц для выписки поездных расписаний (раскладок). Этот документ позволяет значительно ускорить процесс формирования карточек для машинистов, проделываемый, в большинстве случаев, вручную. Оператору не требуется постоянно иметь перед глазами график движения поездов, ему достаточно знать только времена отправления поездов с конечных станций. Раскладка составляется с дискретизацией в пять секунд, по ней оператор может быстро определить, например, следующее: если движение некоторого поезда начинается в 6:48:35, ему необходимо найти раздел с 8 минутами и в нём столбец с 35 секундами на конечной станции. Далее, в том же столбце, оператор находит готовое расписание поезда на каждой последующей станции. Пусть, во второй строке указано значение 1-05, что соответствует отправлению того же поезда со следующей станции в 6:51:05.

Долгое время раскладки не требовалось печатать столь интенсивно, сколь того потребовали условия проведения «технологических окон». Формирование раскладок в нужном виде автоматизировано не было.

Разработанный автором алгоритм различает Кольцевую, радиальные и линии с «вилочным» движением, он позволяет учитывать в расчёте времена хода только по указанному участку.

Для Кольцевой линии введена возможность «замыкания кольца» при расчёте времён хода по последовательности станций, отличающейся от заложенной в базу данных.

Алгоритм чувствителен и к линиям с «вилочным» движением, предоставляя возможность формирования раскладок к наиболее интересным участкам, среди которых:

- Киевская - Международная;
- Международная - Александровский Сад;
- Варшавская - Речной Вокзал (и обратно).

Программный модуль содержит как интерфейсную (интерактивно отображающую все выполненные изменения) часть, в которой оператор просматривает сведения о суммарном времени хода по участку и распределении его по перегонам, так и формальную (на бумажном носителе в утверждённом формате) часть.

Органами управления являются списки, позволяющие выбирать станции начала и окончания отсчёта (участка). Они размещены в диалогах для редактирования времён хода и настройки параметров печати.

Особую задачу обуславливают увеличенные «технологические окна», проводимые на окраинах Москвы, где для движения поездов используется только один из главных путей и применяется технология «челночного» движения. Автоматизация построения планового графика движения с «челночным» движением по участкам линий является одним из перспективных направлений развития автоматизированной системы построения плановых графиков движения пассажирских поездов метрополитена, над которой работает автор в настоящее время.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Влияние увеличенных «технологических окон» на процесс планирования движения пассажирских поездов метрополитена / А. И. Сафронов // Труды XVI научно-практической конференции «Безопасность Движения Поездов». - М.: МИИТ. - 2015. - C. II-116-II-117.

Сафронов А.И.

ВЗАИМОСВЯЗЬ ГРАФИКА ОБОРОТА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА С ПЛАНОВЫМ ГРАФИКОМ ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА

Движение пассажирских поездов метрополитена описывается плановым графиком движения (ПГД). ПГД должен учитывать как удобство использования скоростного железнодорожного транспорта пассажирами, так и мониторинг состояния подвижного состава. Перечень работ, связанных с техническим обслуживанием подвижного состава, описывается графиком оборота подвижного состава (ГО).

ГО является нормативным документом, над составлением которого работают как сотрудники Службы движения (Д), так и инженеры Службы подвижного состава (ТЧ) Московского метрополитена.

Для большинства линий Московского метрополитена различают следующие типы технических осмотров:

1. «ТО-0» - диагностика, проводимая перед выпуском состава на линию в начале рабочего дня. Осмотры этого типа должны проводиться не менее одного раза в сутки;
2. «ТО-1» - включает в себя наружный и внутренний осмотр оборудования вагонов, кабины машиниста, проверку уровня смазочных материалов, а также гигиеническую уборку салона. Длительность осмотра рассчитывается из условия – не менее 10 минут на вагон;
3. «ТО-2» - проводится спустя 10 000 километров пробега подвижного состава. Заключается в полной проверке всех пневматических и электромеханических систем (не менее 30 минут на вагон);
4. «ТО-3» - проводится спустя 30 000 километров пробега (не менее 40 минут на вагон). Состав работ тот же, что при ТО-2.

За распределение ТО-2 и ТО-3 отвечает ТЧ, а за распределение ТО-1 – Служба Д. Подобное распределение основывается на информации, которой оперирует каждая из служб. Так при построении ПГД с учётом ГО, в первую очередь, необходимо распределить заданные ТО-2 и ТО-3, выступающие в качестве ограничений для инженеров-графистов, далее распределить ТО-1.

Особое место при автоматизированном построении ПГД занимает задача сопряжения реализованного варианта ПГД с ГО. В целом, сценарий сопряжения ПГД с ГО базируется на переназначении маршрутов, а также проверке соблюдения минимальных длительностей проведения ремонтов каждого из упомянутых типов.

Анализ существующих ГО показал, что организация ремонтов, в большинстве случаев, является реализацией операций по размену составов. Эта операция применяется при организации ночной расстановки составов и не вносит неравномерность в ПГД.

В настоящее время автором решена задача сопряжения ПГД с ГО. Суть разработанного сценария состоит в поиске подходящей нитки для снятия в ПТО Кольцевой линии, после чего на эту нитку назначается маршрут, который необходимо осмотреть в линейном ПТО.

После связи ниток утреннего и вечернего фрагментов ПГД производится последовательный размен маршрутов, сопровождаемый осмотрами в ПТО. Размен осуществляется по принципу «нитка под нитку», при котором равномерность межпоездных интервалов не нарушается, а возмущение, оказываемое на пассажиропотоки незначительно. При исполнении сценария производится назначение маршрутов, которые необходимо осмотреть в линейном ПТО согласно ГО. Стратегически при сопряжении ПГД с ГО важно назначить эти маршруты до снятия составов после вечернего часа «пик», однако при этом не удаётся покрыть всё время работы линейного ПТО.

Таким образом, любой вариант построения ПГД при учтённом ГО отвечает полному набору требований для организации безопасного движения пассажирских поездов метрополитена. В этом случае ГО выступает в качестве дополнительного ограничения, которое сокращает количество успешно реализованных вариантов построения.

В настоящее время проводится анализ полученных вариантов ПГД при учтённом ГО.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Взаимосвязь графика оборота подвижного состава с плановым графиком движения пассажирских поездов метрополитена / А. И. Сафронов // Труды XIII научно-практической конференции «Безопасность Движения Поездов». - М.: МИИТ. - 2012. - C. II-6.

Сафронов А.И.

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПОСТРОЕНИЕ ПРОЦЕССА УХОДА СОСТАВОВ НА НОЧНУЮ РАССТАНОВКУ ПРИ УЧЁТЕ УРОВНЕЙ РАВНОМЕРНОСТИ

В настоящее время одним из важных аспектов обеспечения безопасности движения пассажирских поездов метрополитена является правильная организация перевозочного процесса. Перевозочный процесс на Московском метрополитене принято описывать плановым графиком движения (ПГД) пассажирских поездов, составленным на целый день.

Процесс составления ПГД является сложной задачей, при решении которой необходимо учитывать многочисленные ограничения. В том числе, в ходе автоматизации процесса построения ПГД, важно рационально подбирать управляющие воздействия для реализации построения всего графика.

Перевозочный процесс на Московском метрополитене может быть представлен последовательностью чередующихся стационарных и переходных процессов. Во время стационарных процессов действуют самые жёсткие ограничения, запрещающие ввод каких-либо управляющих воздействий, таким образом, варьировать управляющие воздействия имеет смысл только во время переходных процессов.

Наиболее сложным процессом автоматизированного построения ПГД является организация ухода составов на ночную расстановку. В настоящий момент создание этого процесса реализовано путём проведения направленного перебора возможных вариантов. Каждый вариант содержит в себе комбинацию управляющих воздействий. Поскольку уход составов на ночную расстановку есть стационарный процесс, управляющие воздействия для его реализации необходимо вводить во время построения предыдущего процесса. Таковым является равномерное снятие составов после вечернего часа «пик».

Для ускорения перебора вариантов применяются два механизма сокращения:

- за счёт учёта проверки условий реализуемости;
- за счёт учёта многоуровневой структуры равномерности.

В соответствии с первым из упомянутых механизмов, комбинация управляющих воздействий каждого варианта построения (до попытки реализации) проверяется на соответствие ряду условий реализуемости. Невыполнение хотя бы одного из условий даёт возможность судить о том, что рассматриваемый вариант реализовать невозможно. Таким образом, информация об управляющих воздействиях, полученная априорно, позволяет сразу исключить текущий вариант из рассмотрения.

Второй механизм сокращения вариантов содержится внутри следующего алгоритма:

1. Из всего множества М составов на линии выбирается множество равномерно расположенных составов.
2. При выполнении i-го снятия из множества равномерно расположенных составов Мсум выбираются Мвв(сн)i равномерно расположенных составов, подлежащих снятию.
3. Если снятие производится по двум путям, то из множества Мвв(сн)i выбираются равномерно расположенные составы, подлежащие снятию по каждому из главных путей в заданном количестве.
4. После выполнения снятия из множества Мсум исключаются элементы множества Mi: Мсум \ Мвв(сн)i = Мсум ∩ НЕ(Мвв(сн)i).
5. Если выполнены не все снятия, то происходит переход к пункту 2.
6. Если все снятия выполнены, производится выравнивание межпоездных интервалов.

На втором этапе работы алгоритма для случаев, когда Mсум чётно, необходимо рассматривать лишь половину возможных вариантов. Вторая половина полностью дублирует комбинацию управляющих воздействий, обеспечивающих снятие составов.

Перебор вариантов может проводиться как с одинаковыми комбинациями управляющих воздействий, так и с учётом их варьирования в процессе построения равномерного снятия составов после вечернего часа «пик». Для чистоты проводимых экспериментов необходимо фиксировать один единственный набор управляющих воздействий.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Автоматизированное построение процесса ухода составов на ночную расстановку при учёте уровней равномерности / А. И. Сафронов // Труды XII научно-практической конференции «Безопасность Движения Поездов». - М.: МИИТ. - 2011. - C. IX-12-IX-13.

Сафронов А.И.

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ СИНТЕЗ ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА НА СТАДИИ ВЫХОДА ИЗ НОЧНОЙ РАССТАНОВКИ

В современных условиях вопросам безопасности движения поездов на Московском метрополитене уделяется особое внимание не только в области технических средств, но и в области планирования перевозочного процесса.

В настоящее время в автоматизированной системе построения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена (АСП ПГД ППМ) реализован поэтапный автоматизированный синтез ПГД. Автор занимается разработкой следующих процедур: построения равномерной сетки графика в период утреннего часа-пик, организации равномерного ввода составов перед утренним часом-пик, выхода составов из ночной расстановки, выравнивания межпоездных интервалов.

Упомянутые процедуры связаны с переходами между стационарными состояниями ПГД Кольцевой линии левее утреннего часа-пик и учитывают переходные процессы, возникающие при изменении парности движения.

Планирование перевозочного процесса учитывает все ограничения, необходимые для обеспечения безопасности движения. Как показал ряд исследований, для правильной организации движения необходимо руководствоваться принципами равномерности, поскольку в них наиболее точно вписываются происходящие на метрополитене процессы.

Принципиально новым шагом при автоматизированном построении ПГД ППМ является изменение традиционной схемы синтеза графика. Ранее построение ПГД на каждом этапе проводилось либо только в прямом, либо только в обратном направлении временной области. Исследования показали, что во время построения стационарного режима выхода составов из ночной расстановки бывает полезным ввести изменение направления построения. В любом случае, этап выхода составов из ночной расстановки до момента совершения первым поездом полного оборота по линии строится по довольно простому алгоритму, суть которого заключается в распределении построенных ниток по незадействованным точкам ночной расстановки (ТНР). В то время, как при синтезе этапа в обратном времени можно столкнуться с ситуацией, когда момент подхода к построению выхода составов из ночной расстановки определяется неверно. Это чаще происходит в силу того, что определение ближайшей нитки проводится по алгоритму, для которого характерна доля погрешности в 1,5 минуты, что влечёт за собой определение не в точности нужной нитки, а соседней нитки слева, либо справа. Подобная ошибка может привести к некорректному построению этапа, либо вовсе к отсутствию какой-либо адекватной реализации выхода составов из ночной расстановки. При построении рассматриваемого этапа в прямом времени присутствует гарантия того, что безошибочно будет произведён выпуск самого первого состава из депо, а вследствие этого, относительно момента его выпуска, можно безошибочно отсчитать моменты выпуска следующих за ним поездов, через определённый интервал, который формально вычисляется через заданную парность движения. Алгоритм, согласно которому производится связь ниток с ТНР, в настоящее время реализован в АСП ПГД ППМ. Алгоритм синтеза выхода составов из ночной расстановки включает в себя следующие этапы:

- определение направления построения стационарного режима;
- сбор информации о составах на линии и поиск незанятых ТНР;
- проверка возможности реализации построения стационарного режима;
- сопряжение ниток графика с найденными ТНР;
- проверка успешного завершения построения стационарного режима.

При успешном прохождении этих этапов, появляется возможность фиксации состояния ПГД для последующего построения правее утреннего часа-пик.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Автоматизированный синтез планового графика движения пассажирских поездов метрополитена на стадии выхода из ночной расстановки / А. И. Сафронов // Труды XI научно–практической конференции «Безопасность Движения Поездов». – М.: МИИТ. – 2010. – C. II-3-II-4.

Сафронов А.И.

УЧЁТ ОСОБЕННОСТЕЙ ЛИНИЙ МЕТРОПОЛИТЕНА ПРИ АВТОМАТИЗАЦИИ ПОСТРОЕНИЯ ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ

Московский метрополитен – предприятие скоростного городского общественного транспорта, представленное системой линий. На сегодняшний день Московский метрополитен представлен одиннадцатью радиальными и одной кольцевой линией. Для слаженной и безопасной работы этих линий необходимо, прежде всего, правильно организовать движение пассажирских поездов. Задача организации движения пассажирских поездов решается посредством построения планового графика движения (ПГД). В современных условиях потоки поступающей информации настолько велики, что рациональным ходом является автоматизация как можно большего числа процессов.

Разработка универсального алгоритма автоматизированного построения ПГД для всех линий метрополитена является весьма трудоёмкой задачей из-за ряда особенностей отдельных линий. Примером может служить Кольцевая линия. В то время как алгоритм автоматизированного построения ПГД для радиальных линий имеет приблизительно одинаковую структуру, для Кольцевой линии имеются принципиальные отличия в том же алгоритме. Таким образом, адаптация существующего алгоритма автоматизированного построения ПГД является отдельной задачей. Решение этой задачи упрощается при использовании классификации процессов, происходящих на линии в течение дня, на переходные (динамические) и установившиеся (статические). Тогда задача распадается на ряд взаимосвязанных задач с чередованием переходных и установившихся процессов. В связи с этим, рассматриваются процессы утреннего пика, дневного непика и вечернего пика. В данной работе автором будут рассмотрены особенности построения утренних процессов, отражённых в ПГД. К ним относятся:

- выход из ночной расстановки (статический);
- утренний непик (динамический);
- утренний пик (статический).

Стоит отметить, что управление реализуется лишь во время динамических процессов. При этом управление должно быть построено таким образом, чтобы к заданному моменту времени создать все необходимые условия для работы в установившемся режиме. Движение поездов в установившемся режиме имеет жёсткую структуру, отклонения от которой недопустимы. Таким образом, рационально проводить автоматизированное построение ПГД, начиная с одного из таких процессов. Самый высокий приоритет установлен для утреннего пика, посему именно этот процесс мы принимаем за первый этап автоматизированного построения (пик представлен равномерной сеткой ПГД).

Рассмотрим общие особенности построения ПГД для Кольцевой линии Московского метрополитена:

- два пути линии рассматриваются, как независимые линии (при некоторых допущениях);
- отсутствуют обороты по станционным путям;
- время полного оборота состава рассчитывается из условия прохождения маршрутом полного круга по каждому из рассматриваемых путей;
- действует одно физическое депо, представленное на графике в виде двух «виртуальных» депо.

Таким образом, необходимо ввести следующие изменения для адаптации алгоритма автоматизированного построения ПГД:

- в блоке расчёта размеров движения учитывать потребное количество составов для каждого пути отдельно;
- в алгоритме выравнивания интервалов учесть отсутствие оборотов, а значит невозможность выравнивания интервалов путем изменения их длительности, только посредством ввода сверхрежимной стоянки или изменения времени хода;
- модифицировать процедуры создания оборотных ниток (соединять нитки графика, движущиеся в одном направлении).

В настоящее время автором разрабатываются сценарии синтеза ПГД для Кольцевой линии и соответствующее программное обеспечение.

Библиографическая ссылка:

Сафронов, А. И. Учёт особенностей линий метрополитена при автоматизации построения планового графика движения пассажирских поездов / А. И. Сафронов // Труды X научно-практической конференции «Безопасность Движения Поездов». - М.: МИИТ. - 2009. - C. X-9-X-10.