Введение
Глава 1. Исследование процессов автоматизации диспетчерского управления на отечественных и зарубежных железных дорогах. Цель, задачи и методы исследования 8
1.1. Ретроспективный обзор и анализ процессов автоматизации и реформирования диспетчерского управления на отечественных железных дорогах 8
1.1.1. Централизация диспетчерского управления движением поездов 8
1.1.2. Создание и внедрение микропроцессорных систем 10
1.1.3. Концентрация диспетчерского управления 15
1.2. Ретроспективный обзор и анализ процессов централизации и автоматизации диспетчерского управления на зарубежных железных дорогах 21
1.2.1. Создание АДЦУ 22
1.2.2. Создание АСДУ 24
1.2.3. Техническое оснащение АРМ 26
1.2.4. Автоматизация диспетчерских функций и информационного обеспечения 27
1.2.5. Учет человеческого фактора 32
1.2.6. Специфические технические средства автоматизации 33
1.3. Цель, задачи и методы исследования 34
Глава 2. Теоретические основы структурно-параметрического синтеза и оптимизации автоматизированной системы диспетчерского управления перевозками на полигоне железной дороги 366
2.1. Организационные основы формирования структуры АСДУ перевозками 40
2.1.1. Основные положения исходной системы 40
2.1.2. Постановка задачи синтеза оптимальной структуры эргатической системы управления 45
2.2. Организационные параметры объекта управления и органа управления системы 49
2.2.1. Состав параметров основных элементов системы 49
2.2.2. Обоснование количественных характеристик основных элементов системы 53
2.3. Технологические основы принятия решений по формированию и оптимизации структуры объекта управления АСДУ перевозками 60
2.3.1. Факторы и ограничения, определяющие выделение по технологическим принципам объекта единого управления в диспетчерской системе 60
2.3.2. Установление границ укрупненных диспетчерских участков 62
2.3.3. Установление границ укрупненных районов оперативного управления 63
2.4. Эргономические основы принятия решений по формированию структуры органа управления АСДУ перевозками 65
2.4.1. Состав функций оперативного управления перевозками на полигоне железной дороги 65
2.4.2. Распределение функций в эргатической системе управления 66
2.4.3. Оценка возможностей укрупнения полигонов диспетчерских участков за счет автоматизации функций и информационного обеспечения 70
2.4.4. Определение численности диспетчерского персонала 76
Выводы 367
Глава 3. Методология структурно-параметрического синтеза и оптимизации автоматизированной системы диспетчерского управления на полигоне железной дороги 88
3.1. Формирование и оптимизация структуры объекта управления АСДУ перевозками 88
3.1.1. Анализ системы организации и управления перевозками на полигоне железной дороги для выделения укрупненных диспетчерских участков и районов управления 88
3.1.2. Обоснование числа диспетчерских участков на дороге с учетом эффективности автоматизации 92
3.1.3. Определение числа укрупненных районов управления на полигоне железной дороги с учетом эффективности автоматизации 94
3.1.4. Оценка и сравнение вариантов структуризации полигона железной дороги на укрупненные районы управления 95
3.2. Формирование и оптимизация структуры органа управления АСДУ перевозками 102
3.2.1. Сравнение вариантов концентрации диспетчерского персонала на полигоне железной дороги 102
3.2.2. Формирование и сравнение вариантов расположения автоматизированных диспетчерских центров на укрупненных полигонах автоматизации 109
3.2.3. Определение оптимального варианта размещения диспетчерского персонала укрупненного РУ 112
Выводы 125
Глава 4. Исследование проблемы обеспечения управляемости перевозками на полигоне железной дороги в условиях концентрации диспетчерского персонала в дорожном ЕДЦУ и сохранения отделений 127
368
4.1. Анализ изменения функций оперативного управления отделений в результате концентрации диспетчерского персонала в дорожном ЕДЦУ 127
4.2. Базовая структура и функции оперативного персонала отделения дороги 132
4.3. Основные положения автоматизированного оперативного управления перевозками из ЕДЦУ во взаимодействии с отделениями дороги 135
4.3.1. Сменно-суточное планирование и контроль эксплуатационной работы 135
4.3.2. Управление поездной работой 139
4.3.3. Управление местной работой 143
4.3.4. Управление работой локомотивов и бригад 144
4.3.5. Оперативный учет и анализ 145
4.3.6. Планирование строительно-монтажных работ с перерывом движения поездов 146
4.3.7. Организация работ на контактной сети 147
4.3.8. Назначение и отмена восстановительных и пожарных поездов 148
4.4. Определение численности диспетчеров по местной работе на отделении дороги 148
4.5. Совершенствование диспетчерского управления перевозками на современном этапе 153 Выводы 155
Глава 5. Теоретические основы, имитационное моделирование и алгоритмизация задач прогнозирования пропуска поездов по железнодорожным полигонам 158
5.1. Исследование диспетчерского управления движением поездов как процесса регулирования по отклонениям 158
5.2. Обоснование расчетной глубины прогнозирования пропуска поездов по однопутным участкам 168
369
5.3. Обоснование расчетной глубины прогнозирования пропуска поездов по двухпутным участкам 172
5.4. Автоматизация прогнозирования пропуска поездов по участкам и железнодорожным узлам 175
5.4.1. Исходные положения организации прогнозирования 175
5.4.2. Технологии и алгоритмы моделирования прогнозных графиков 179
5.5. Автоматизация прогнозирования движения поездов на участках без устройств ДЦ и ДК 187
5.6. Моделирование пропуска поездов по направлениям и районам
управления железных дорог 191
5.6.1. Исходные требования 191
5.6.2. Технологии и алгоритмы пропуска поездов по направлениям 194 Выводы 199 Глава 6. Технологические модели и алгоритмы построения диалоговых подсистем функционирования АРМ диспетчерского персонала 201
6.1. Теоретические предпосылки разработки технологических моделей и алгоритмов реализации функций управления 201
6.2. Функция "Выдача и регистрация диспетчерских приказов" 206
6.2.1. Анализ исходных положений и разработка требований к автоматизации функции 206
6.2.2. Технологическая модель и алгоритм автоматизации функции 209
6.3. Функция "Ввод причин задержек и опозданий поездов" 212
6.3.1. Разработка исходных положений и требований к автоматизации функции 212
6.3.2. Технологическая модель и алгоритм автоматизации функции 214
6.4. Функция "Присвоение номеров поездам" 216
6.4.1. Исходные требования к автоматизации функции 216
370
6.4.2. Технологические модели реализации способов присвоения номеров поездам 218
6.5. Функция "Ведение приложения к графику исполненного движения о составах поездов" 221
6.6. Функция "Автоматизированное ведение ГИД на участках без
устройств ДЦ и ДК" 224
6.6.1. Исходные требования и способы их реализации 224
6.6.2. Организация базы данных 228
6.6.3. Общие требования к программному комплексу 229
6.6.4. Реализация программного комплекса автоматизации прогнозирования и регистрации движения поездов на участке без устройств ДЦ и ДК 229
Выводы 234
Глава 7. Исследование эргономических проблем и разработка прикладных методов анализа и повышения эффективности функционирования человеческого звена АСДУ как большой эргатической системы 235
7.1. Системы показателей для оценки неравномерности загрузки, напряженности и надежности деятельности оперативного персонала 235
7.1.1. Оценка внутрисменной неравномерности загрузки диспетчерского персонала 235
7.1.2. Определение информационной напряженности труда на основе предельно допустимых норм деятельности 236
7.1.3. Оценка надежности человека-оператора СЧМ 237
7.2. Совершенствование организации АРМ оперативно диспетчерского персонала 238
7.3. Исследование и разработка комплексных компьютерных автономных и сетевых систем обучения оперативно-диспетчерского персонала 242
371
7.3.1. Исследование требований к профессиональной подготовке операторов систем управления 242
7.3.2. Анализ трудового процесса, целей обучения и учебного материала поездных диспетчеров на АРМ 248
7.3.3. Основные методические, организационные и эргономические решения комплексных АОС 265
7.4. Исследование и разработка автоматизированной системы поддержки технологии безопасной деятельности оперативного
персонала в усложненных условиях 275
7.4.1. Анализ условий деятельности оперативного персонала 275
7.4.2. Основные решения АС ПТБД 279
Выводы 284
Глава 8. Разработка комплексных методик прогнозирования и оценки эффективности мероприятий по автоматизации и реформированию диспетчерского управления перевозками 287
8.1. Общие методические положения 287
8.2. Оценка эффективности автоматизации и реформирования оперативного управления перевозками на полигонах железных дорог 289
8.2.1. Состав факторов эффективности 289
8.2.2. Определение экономии эксплуатационных расходов 290
8.2.3. Определение единовременных и текущих затрат 301
8.2.4. Расчет показателей коммерческой экономической эффективности 304
8.2.5. Требования к исходным данным для расчетов коммерческой экономической эффективности ИП 3 06
8.3. Оценка эффективности создания и функционирования центров управления местной работой на отделениях железных дорог 307
8.3.1. Состав факторов эффективности 307
8.3.2. Определение экономии эксплуатационных расходов 308
8.3.3. Единовременные и текущие затраты 318
372
8.3.4. Расчет показателей коммерческой экономической эффективности 321
8.3.5. Требования к исходным данным для расчетов коммерческой экономической эффективности ЦУМР 322
8.4. Оценка эффективности внедрения автоматизированных рабочих мест поездных диспетчеров 323
8.4.1. Состав факторов эффективности 323
8.4.2. Определение экономии эксплуатационных расходов 324
8.4.3. Определение единовременных затрат 326
8.4.4. Определение текущих затрат 327
8.4.5. Расчет показателей экономической эффективности 328
8.5. Оценка эффективности применения комплексных автоматизированных обучающих систем оперативного персонала 329
8.5.1. Состав факторов эффективности 329
8.5.2. Определение экономии эксплуатационных расходов 329
8.5.3. Определение единовременных затрат 334
8.5.4. Определение текущих затрат 335
8.5.5. Расчет показателей экономической эффективности 337
8.6. Исследование уровня обоснованности прогнозирования и достоверности оценок эффективности мероприятий по автоматизации и реформированию диспетчерского управления перевозками 337
Выводы 340
Общие выводы и заключение 341
Список использованных источников
