Попов И.Г. (АУИ-511), Сафронов А.И. - аспирант
ОРГАНИЗАЦИЯ ЖУРНАЛА СОБЫТИЙ В АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ ПОСТРОЕНИЯ ПЛАНОВЫХ ГРАФИКОВ ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА
Общими принципами обработки событий являются отображение для пользователей четких и информативных сообщений, а также предоставление дополнительной информации операторам, администраторам и лицам, сопровождающим систему, которые должны выполнять разрешение возникающих проблем. В чётко структурированную стратегию обработки событий обычно входят следующие действия:
- уведомление пользователя (любого уровня подготовки) посредством понятного ему сообщения;
- сохранение подробных сведений о событии в журнале или ином репозитории;
- оповещение службы поддержки заказчиков о возникновении ошибки;
- помощь лицам, сопровождающим систему, в поиске и воспроизведении ошибок, а также определении причин возникновения ошибок.
На сегодняшний день известны три шаблона обработки событий:
- экранирование исключений;
- протоколирование исключений;
- трансляция исключений.
Экранирование исключений - процесс, гарантирующий, что система не допускает раскрытия конфиденциальной информации при непредвиденном прерывании работы системы. На более детальном уровне этот подход позволяет предотвратить перенос ресурсов через установленные границы.
Протоколирование исключений - процесс отслеживания вредоносных действий и проблем безопасности, призванный помочь администраторам при диагностике и устранении неполадок.
Трансляция исключений - процесс записи исключений в оболочку из других исключений с целью контроля соответствия действий пользователя и/или кода текущим процессам системы.
В работе авторами рассмотрен один из наиболее полезных и популярных методов обработки исключений – протоколирование. Протоколирование обычно выполняется для решения двух основных задач:
- наблюдения за производительностью системы;
- предоставление сведений о действиях пользователя.
Практическая польза от решения обеих задач связанна с возможными отказами от обязательств. Например, журналы аудита могут оказаться полезными в юридических или процессуальных ситуациях, когда пользователи или внешние злоумышленники отрицают свои действия.
Из множества ресурсов для построения планового графика движения (ПГД) пассажирских поездов метрополитена, выделенных для корректного функционирования автоматизированной системы построения плановых графиков движения пассажирских поездов метрополитена (АСП ПГД ППМ) обособим последовательности, для которых реализация протоколирования является оправданной:
- нитка - описание движения маршрута с указанием маневровых передвижений, содержащее информацию о переходах маршрута с одной нитки графика на другую и порядке следования ниток графика;
- образ нитки - графическое отображение нитки;
- надпись - текстовая строка, содержащая сопроводительную информацию (комментарии) от инженеров-графистов для диспетчеров линии метрополитена.
Упомянутые последовательности в рамках АСП ПГД ППМ заключены в независимые классы. Каждый класс, являющийся упорядоченным описанием объекта, можно представить в виде обобщённой структуры, состоящей из инициализации действия, выполнения действия, отмены действия.
Разработанный программный модуль предназначен для контроля действий конечного пользователя и позволяет точно определять причины возникновения сбоев системы. Ответственность за возникновение систематических ошибок при точном исполнении инструкции пользователями ложиться на разработчиков, при возникновении разовых ошибок, связанных с нарушениями выполнения инструкции - на пользователей.
Библиографическая ссылка:
Сафронов, А. И. Организация журнала событий в автоматизированной системе построения плановых графиков движения пассажирских поездов метрополитена / А. И. Сафронов, И. Г. Попов // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2013. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2013. - C. III-20-III-21.
Кереселидзе Д.А. (АУИ-511), Сафронов А.И. - аспирант
УЧЁТ ОСОБЕННОСТЕЙ ОТОБРАЖЕНИЯ ТЕКСТОВОЙ ИНФОРМАЦИИ В АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ ПОСТРОЕНИЯ ПЛАНОВЫХ ГРАФИКОВ ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА
Московский метрополитен - обширное транспортное предприятие, в работу которого вовлечено большое количество человеческих и материальных ресурсов. Работа метрополитена связана с потоками разнородной информации. Зачастую информационные потоки настолько обширны, что единственным способом обработки является автоматизация процесса обработки. Одним из примеров использования разнородной информации в рамках одного документа является составление планового графика движения (ПГД) пассажирских поездов метрополитена. Помимо описания перевозочного процесса на линии метрополитена, на ПГД отображается текстовая информация, обеспечивающая оперативность работы с ПГД. В связи с этим важную роль играет решение задачи автоматизации отображения текстовой информации в принятом формате.
Сложность задачи состоит в отсутствии жёсткой формализации требований, предъявляемых к текстовой информации.
Единственным верным способом решения такой задачи является предоставление пользователю возможности настройки как можно большего числа параметров. Созданный разработчиками автоматизированной системы построения плановых графиков движения пассажирских поездов метрополитена (АСП ПГД ППМ) модульный аппарат позволяет без лишних трудностей дополнить существующую структуру с учётом новых требований заказчика.
Согласно современному подходу в сфере массового внедрения электронного документооборота на предприятиях данные о ПГД необходимо передавать сотрудникам различных служб метрополитена в специфических форматах. Каждый из этих форматов детализирован по ряду особых отличительных признаков. Так, например, для составления поездных расписаний особое внимание уделяется приёму/передаче текстовой информации.
Текстовая информация в АСП ПГД ППМ существует в следующих форматах:
- независимые тексты;
- тексты, привязанные к нитке;
- тексты, выводимые только на печать.
Далеко не для всех параметров упомянутых текстовых форматов имеется возможность пользовательского редактирования.
К числу параметров, которые в обязательном порядке должны иметь возможность пользовательского редактирования относятся:
- угол наклона текста;
- размер шрифта;
- семейство шрифта;
- цвет надписи;
- степень сжатия надписи;
- отклонение надписи от координат, заданных по умолчанию.
Текстовая информация должна храниться в базе данных. Чтение графика из базы данных должно предусматривать восстановление ранее сохранённого состояния графика и сопроводительных текстов.
Для работы с текстом в АСП ПГД ППМ разработаны операции и формы для редактирования параметров. В формах задаются значения для всех значимых параметров выбранного текста, определённых пользователем. Эти значения после нажатия на кнопку «Применить» присваиваются соответствующим параметрам в процедуре, производящей обработку и обновление ниток, образов ниток, текстов и других видимых элементов ПГД.
Формы для работы с текстами разделены на блоки, положение которых в системе зависит от упомянутых текстовых форматов, содержащихся на любом ПГД.
В настоящее время работа выполнена для независимых текстов и текстов, привязанных к ниткам. В ближайшее время планируется дополнение пользовательскими настройками текстов, выводимых только на печать.
Библиографическая ссылка:
Сафронов, А. И. Учёт особенностей отображения текстовой информации в автоматизированной системе построения плановых графиков движения пассажирских поездов метрополитена / А. И. Сафронов, Д. А. Кереселидзе // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2013. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2013. - C. III-15.
Пье Пуо Хан (ТУУ-811), Сафронов А.И. - аспирант
ФОРМИРОВАНИЕ ЗАДАНИЯ НА ПОСТРОЕНИЕ ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА В РАМКАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ ПЛАНОВЫХ ГРАФИКОВ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ ЛИНИИ МЕТРОПОЛИТЕНА
Метрополитен представляет собой сеть подземных сооружений, которые обеспечивают транспортное сообщение большинства районов города Москвы. Движение по линиям метрополитена организовано согласно определённому плану перевозочного процесса. Таким образом, для каждой линии метрополитена строится свой плановый график движения (ПГД) пассажирских поездов. Учёт индивидуальных особенностей линий имеет принципиальное значение - именно они оказывают влияние на вид ПГД. В общем случае ПГД пассажирских поездов метрополитена должен обеспечивать:
- выполнение плана перевозок пассажиров;
- безопасность движения поездов;
- соблюдение установленной продолжительности непрерывной работы машинистов с учётом графика оборота подвижного состава.
С целью учёта индивидуальных особенностей линий особое внимание в ходе проведения исследований следует уделить ряду признаков: географии линии, типу графиков, количеству и расположению депо на линии, длительности полного оборота.
Для автоматизированного построения ПГД разработана автоматизированная система построения плановых графиков движения поездов линии метрополитена (АСП ПГД ПЛМ). В рамках этой системы учтены упомянутые особенности, а также разработаны две схемы построения ПГД.
В соответствии с технологией работы метрополитена ПГД в рабочие дни описывает следующие процессы (пошаговая схема):
1. Выход составов из ночной расстановки (переходный процесс).
2. Переход к утреннему часу «пик» (переходный процесс).
3. Движение в утренний час «пик» (установившийся процесс).
4. Переход к дневному часу «непик» (переходный процесс).
5. Движение в дневной час «непик» (установившийся процесс).
6. Переход к вечернему часу «пик» (переходный процесс);
7. Движение в вечерний час «пик» (установившийся процесс).
8. Переход к вечернему часу «непик» (переходный процесс).
9. Организация ночной расстановки (переходный процесс).
Исследования показали, что эффективные результаты построения ПГД достигаются за счёт перехода от пошаговой схемы построения к вложенной схеме. Её принципиальным отличием является независимость построения часов «пик», относительно которых строятся оставшиеся процессы ПГД. Такой переход позволяет повысить быстродействие работы системы.
Для построения ПГД требуется также уделить внимание вводу исходной информации. Только при наличии исходной информации можно сформировать задание на построение ПГД. От правильности ввода зависит успех построения всего ПГД. На стадии подготовки бланка ПГД для выбранной линии необходимо ввести следующую информацию:
- о временах хода по перегонам;
- о типах ремонтов;
- о точках ночной расстановки;
- о последовательности заполнения точек ночной расстановки;
- о пунктах технического осмотра;
- о параметрах депо;
- об элементах графика оборота;
- о параметрах станции линии.
После подготовки бланка ПГД можно приступать к непосредственному построению ПГД, для чего определиться со схемой построения и её настройками:
- общими для ПГД;
- перебора вариантов построения ПГД;
- схемы построения ПГД;
- процесса выхода составов из ночной расстановки;
- процесса ухода составов на ночную расстановку;
- переходных процессов ПГД;
- известного вектора-кода варианта ПГД (опционально).
При учёте всей необходимой информации, позволяющей сформировать задание на построение ПГД, был спроектирован и реализован задатчик исходных данных, который интегрирован и функционирует в рамках АСП ПГД ПЛМ.
Библиографическая ссылка:
Сафронов, А. И. Формирование задания на построение планового графика движения пассажирских поездов метрополитена в рамках автоматизированной системы построения плановых графиков движения поездов линии метрополитена / А. И. Сафронов, Пье Пуо Хан // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2013. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2013. - C. III-21-III-22.
Наинг Мин Ко (ТУУ-811), Сафронов А.И. - аспирант
ФОРМИРОВАНИЕ МНОЖЕСТВА ОПЕРАЦИЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПОСТРОЕНИЯ ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА В РАМКАХ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ ПЛАНОВЫХ ГРАФИКОВ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ ЛИНИИ МЕТРОПОЛИТЕНА
Метрополитен является сетью подземных сооружений, обеспечивающих безопасные скоростные пассажироперевозки на территории города Москвы.
Для каждой линии метрополитена строится свой плановый график движения (ПГД) пассажирских поездов. ПГД в рабочие дни описывает строго определённую последовательность, состоящую из девяти процессов. Эти процессы соответствуют технологии работы линии метрополитена.
При автоматизированном построении ПГД порядок процессов из последовательности незначительно меняется: независимо строятся часы «пик», относительно которых проводится построение оставшихся процессов. Для каждого процесса характерно выполнение типовых операций. Каждая операция формируется из трёх составляющих:
- инициализации действия;
- выполнения действия;
- отмены действия.
Инициализация действия - процесс ввода и проверки совместимости исходных данных для выполнения действия.
Выполнение действия - процесс пошаговой реализации операций над нитками, образами ниток и другими объектами, приводящий к получению желаемого результата.
Отмена действия - процесс возврата к состоянию ПГД, предшествующему выполнению действия.
В результате проведённого исследования множества операций автоматизированного построения ПГД авторы приняли решение о разделении множества операций на подмножества: элементарных и комбинированных операций.
Подмножество элементарных операций состоит из операций, которые внутри своей структуры не содержат ссылок на другие операции. К этому подмножеству относятся следующие операции:
- добавления надписи;
- изменения изгиба нитки;
- изменения надписи номера поезда;
- изменения типа расстановки ПГД;
- изменения времени начала/окончания движения в/из депо;
- изменения времени хода от/до светофора Е;
- связи ниток;
- создания/удаления нитки;
- укорачивания нитки;
- удлинения нитки;
- назначения маршрута;
- сдвига начала/конца нитки;
- сдвига самой нитки;
- создания/удаления сверхрежимной выдержки (СРВ).
Подмножество комбинированных операций состоит из операций, которые внутри своей структуры содержат одну и более ссылок на иные операции. К подмножеству комбинированных операций относятся следующие операции:
- обмена начала/конца нитки;
- связи группы следующих/предыдущих ниток;
- создания ухода на ночную расстановку;
- создания выхода из ночной расстановки;
- создания образа нитки при обороте;
- создания установившегося процесса;
- удаления группы ниток;
- укорачивания группы ниток;
- задания времён хода первых поездов;
- задания времён хода последних поездов;
- изменения надписей номеров поездов для заданной группы ниток;
- повторного связывания группы ниток;
- сдвига группы ниток;
- создания начала/конца нитки;
- создания равномерного ввода/снятия составов;
- сокращения длительности СРВ;
- увеличения длительности СРВ;
- организации зонного движения;
- выравнивания интервалов движения.
В связи с частотой использования элементарных операций в рамках автоматизированной системы построения плановых графиков движения поездов линии метрополитена (АСП ПГД ПЛМ) они внесены не только в главное меню в пункт «Правка», но содержатся в панели инструментов в виде кнопок.
Комбинированные операции используются не часто, в связи с чем они содержатся только в главном меню. Однако перечень таких операций в АСП ПГД ПЛМ достаточно велик, и они сведены в два пункта меню «Групповые операции 1» и «Групповые операции 2».
Библиографическая ссылка:
Сафронов, А. И. Формирование множества операций автоматизированного построения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена в рамках автоматизированной системы построения плановых графиков движения поездов линии метрополитена / А. И. Сафронов, Наинг Мин Ко // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2013. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2013. - C. III-19-III–20.
Сафронов А.И. (аспирант)
ПРОСТРАНСТВО ПЕРЕМЕННЫХ СОСТОЯНИЯ ПРИ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПОСТРОЕНИИ ПЛАНОВОГО ГРАФИКА ДВИЖЕНИЯ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ МЕТРОПОЛИТЕНА
Незаменимая роль метрополитена в урегулировании сложной транспортной ситуации столицы не раз отмечалась в сообщениях СМИ и в работах учёных. Современные условия работ по организации движения поездов на Московском метрополитене требуют высокого уровня автоматизации и информационной согласованности различных служб. Планирование движения производится за счёт построения планового графика (ПГД). От корректности ПГД зависит ряд факторов, среди которых особым образом выделяют безопасность движения поездов.
Неразрывно с ПГД связан график оборота подвижного состава (ГО). Именно ГО содержит информацию о проведении ремонтов и осмотров составов, обслуживающих линию. Эта информация является исходной для графистов Службы движения. Она поступает к ним от сотрудников Службы подвижного состава.
Ключевым направлением исследований в области планирования перевозочного процесса на метрополитене является автоматизированное построение ПГД. При решении этой задачи важно учитывать возможность построения:
- с «чистого листа»;
- с фиксированного процесса.
Параметры процессов построения ПГД необходимо хранить в базе данных (БД). Эта информация позволяет организовать продолжение построения ПГД, а её хранение предусмотрено для случаев:
- запуска процедуры построения в конце рабочего дня;
- возникновения внештатной ситуации, на время устранения которой требуется прервать построение ПГД.
Автоматизированное построение графика связано с перебором большого количества вариантов. Процедура построения, запущенная на исполнение в конце рабочего дня, с высокой долей вероятности не будет завершена в срок. Таким образом, необходимо прервать перебор вариантов и сохранить параметры последнего из рассмотренных процессов в БД. В начале следующего рабочего дня оператору потребуется загрузить параметры из БД для продолжения перебора ранее нерассмотренных вариантов. Важную роль при этом играет правильность фиксации переменных состояния объектов. Вместе с тем необходимо правильно восстановить каждый параметр из БД. Рассмотрим пространство переменных состояния на примере ремонтов. К некоторому процессу построения ПГД ремонты могут быть:
- запланированными: r ⸦ R ^ r ₵ Rreal;
- выполненными: r ₵ R ^ r ₵ Rreal;
- выполняющимися: r ₵ R ^ r ⸦ Rreal.
Наибольший интерес представляют выполняющиеся ремонты. Для корректного восстановления этого состояния ремонта необходимо хранить в БД больше информации, нежели при восстановлении запланированных или выполненных ремонтов.
При автоматизированном построении ПГД Кольцевой линии необходимости фиксации выполняемого ремонта следует уделить особое внимание. Это связано с расположением на линии ПТО, куда с высокой частотой на ремонт или осмотр заходят составы. Только при такой организации движения на линии удаётся выполнить все требования ГО.
В качестве иного объекта с переменными состояния, стоит выделить признак автоматизированного построения ПГД. Его обособление важно в связи с требованием на корректировку расписания путём смещения отдельных ниток графика.
Таким образом, ручное редактирование расписания вне и после автоматизированного построения различаются. Эти различия учитываются состоянием признака автоматизированного построения.
Процедура автоматизированного построения ПГД является информационно обогащённой структурой, включающей в себя объекты с переменными состояния. Далеко не все из этих переменных представлены в явном виде. Их выявление способствует более быстрой сходимости процесса построения ПГД.
Работа выполнена под руководством д.т.н., профессора Сидоренко В.Г.
Библиографическая ссылка:
Сафронов, А. И. Пространство переменных состояний при автоматизированном построении планового графика движения пассажирских поездов метрополитена / А. И. Сафронов // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2012. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2012. - C. III-109.
Сафронов А.И. (аспирант), Солдатов Н.Л. (АУИ-311), Ушаков К.А. (АУИ-411), Чайковский М.В. (АУИ-411)
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОРГАНИЗАЦИИ ДОСТУПА К БАЗЕ ДАННЫХ В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Ряд современных больших систем подлежит периодической модернизации. Это связано с активным взаимодействием пользователя или группы пользователей с системой. В процессе взаимодействия удаётся обнаружить неявные ошибки. Вместе с тем у пользователей возникают предложения по созданию новых функций, облегчающих выполнение рутинных операций. Эти мероприятия способствуют эволюционной модернизации программного обеспечения (ПО). Также существует революционная модернизация ПО, связанная с гонкой информационных технологий (IT). Она накладывает ограничения и устанавливает иные стандарты и правила.
Постепенное пополнение базы знаний (БЗ) новыми стандартами и правилами приводит к устареванию оборудования. Смена оборудования влечёт за собой смену операционной системы (ОС). В новой ОС ПО может функционировать некорректно, а в худшем случае – прекратить функционировать. В этих условиях разработчики больших систем обязаны следить, чтобы они «оставалась на плаву». Таким образом, смена поколений ОС приводит к смене сред программирования, компиляторов и иной интерфейсной базы, которая далеко не всегда сохраняет в своём составе правила, характерные для предшествующего поколения.
Эти проблемы затронули автоматизированную систему построения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена (АСП ПГД ППМ). Система была разработана на кафедре УИТС в среде Visual Basic (VB) 6.0. В 2004 году она внедрена на Московском метрополитене. В 2009 году производился автоматизированный перевод системы из среды Visual Studio (VS) 6.0 в среду VS 2008. В результате перевода выяснилось, что разработанные механизмы построения ПГД не отвечают правилам новой среды. Исправление ошибок, возникших в результате автоматизированного перевода, оказалось сопоставимо с написанием системы «с нуля». Этот шаг положил начало разработкам новой системы, базирующейся на существующих механизмах построения ПГД ППМ и графика оборота подвижного состава (ГО).
В 2011 году средой программирования для создания новой системы выбрана VS 2010, а языком программирования Visual C# (Си Шарп). Основными критериями выбора языка стали:
- рейтинг использования высококвалифицированными специалистами;
- оценка быстродействия среды, основанная на возможности использования при расчётах многоядерных микропроцессорных архитектур.
Первый критерий позволяет привлечь к научной работе перспективных специалистов, заинтересованных в дальнейшем карьерном росте. Он следует стратегии «win-win» (ты мне – я тебе), согласно которой разработчик получает стаж работы в современной среде программирования, а работодатель – современное ПО, отвечающее требованиям нового поколения ОС.
Второй критерий является дополнением упомянутого ранее, поскольку все современные курсы повышения квалификации программистов стремятся решать задачи параллельных вычислений.
В настоящее время авторами решена задача интеграции существующей базы данных (БД) с новой системой. Эта задача состоит из следующих этапов:
- определение файла БД;
- проверка целостности выбранной БД;
- создание «зеркальной структуры» БД в системе;
- инициализация данных;
- преобразование данных к модели системы.
В работе проведен сравнительный анализ структур взаимодействия системы с БД при использовании различных языков программирования: VB 6.0 и Visual C# 2010.
В настоящее время авторы работают над созданием аналогов простейших операций, проводимых над элементами графика на языке Visual C#.
Работа выполнена под руководством д.т.н., профессора Сидоренко В.Г.
Библиографическая ссылка:
Сафронов, А. И. Сравнительный анализ операций организации доступа к базе данных в различных средах программирования / А. И. Сафронов, Н. Л. Солдатов, К. А. Ушаков, М. В. Чайковский // Труды научно-практической конференции «Неделя науки-2012. Наука транспорту». - М.: МИИТ. - 2012. - C. III-110.
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.
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПЛАНИРОВАНИЯ ПЕРЕВОЗОЧНОГО ПРОЦЕССА НА МЕТРОПОЛИТЕНЕ
Сафронов А.И., Сидоренко В.Г., Филипченко К.М.
На сегодняшний день разветвлённая сеть Московского метрополитена претерпевает колоссальные перегрузки. Это связано с величиной пассажиропотока, который приходится ежедневно обслуживать. Метрополитен работает на пределе своих технических и человеческих возможностей и, вместе с этим, продолжает активно развиваться, наращивая протяжённость существующих и обрастая новыми линиями.
Принятая на период с 2012 по 2020 годы стратегия развития Московского метрополитена своей основной целью ставит увеличение численности станций на 67 объектов и протяжённости линий на 145 километров, что в среднем соответствует ежегодному приросту 7 станций и 16 километров перегонных тоннелей [1]. В этих условиях уже через пару лет человеческий ресурс начнёт давать сбои не только на эксплуатационно-техническом уровне, но и на уровне планирования перевозочного процесса. И это связано с тем, что не будет оставаться времени на адаптацию и привыкание к одним условиям работы линии, как они преобразуются в иные. Решить эту проблему поможет только создание интеллектуальных систем управления перевозочным процессом на метрополитене.
Средства планирования перевозочного процесса на метрополитене являются составной частью автоматизированной системы управления перевозочным процессом метрополитена (АСУ ППМ), которая реализуется в рамках концепции создания интегрированной автоматизированной системы управления метрополитена (ИАСУМ). Автоматизированная система планирования перевозочного процесса на метрополитене предназначена для автоматизированного построения графика оборота подвижного состава и планового графика движения пассажирских поездов.
Многолетний опыт разработки и внедрения автоматизированной системы построения планового графика движения пассажирских поездов по линии метрополитена на Московском метрополитене показал, что эффективное построение планового графика движения основывается на рассмотрении большого количества вариантов построения и решении оптимизационных задач, которые образуют иерархическую структуру [2].
Рациональное составление процедур перебора и сравнения вариантов построения планового графика движения требует использования методов параллельных вычислений. Рациональная организация параллельных вычислений подразумевает выполнение следующих предварительных операций:
- выделения уровней распараллеливания вычислений;
- определения фрагментов кода, внутри которых распараллеливание вычислений недопустимо;
- выбора архитектуры аппаратного обеспечения;
- выбора архитектуры программного обеспечения.
Прежде, чем приступать к решению задачи организации параллельных вычислений применительно к алгоритмам автоматизированного построения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена, необходимо провести анализ общей схемы построения графика. Уже на этом уровне можно сделать ряд предположений о том, какие из процессов и входящих в их состав процедур можно было бы преобразовать для проведения параллельных вычислений.
На практике далеко не все из выделенных операций реально разбить на потоки. Возможными причинами могут служить жёсткие причинно-следственные связи между последовательно идущими операциями, а также одноразовость вызовов тех или иных процедур. Разбивать на потоки имеет смысл только те процедуры, которые выполняются более одного раза за процесс или же для процедур различных процессов, но обладающих родственными свойствами.
Выбор архитектуры аппаратного обеспечения играет немаловажную роль. Здесь надо отдавать себе отчёт в том, что если распараллеливание потоков будет ориентировано, скажем, на четыре ядра, то на двуядерной архитектуре такое программное обеспечение не будет корректно работать или же не будет работать вовсе. Но в этом случае разработка системы будет инновационной и экономически оправданной. Куда хуже другой случай, когда программное обеспечение ориентировано на двуядерную архитектуру, а в перспективе планируется использование четырёх ядер. В экономическом отношении подобного рода разработки не будут оправданы, поскольку более чем два потока на два ядра не пойдут технически, и другие два ядра микропроцессора будут простаивать. При этом важно определиться с критериями и приоритетами.
Так, например, при разработке универсальной системы (при существующей восьмиядерной архитектуре), необходимо дополнительно разветвить возможности параллельных вычислений (на четыре и два ядра). Эта стратегия несёт в себе следующие ключевые принципы:
1. За базовый уровень принять наиболее развитую, на момент разработки, микропроцессорную архитектуру.
2. Сохранить модульный принцип построения и оставить задел для разработки блока, ориентированного и на более продвинутую архитектуру после выхода таковой на рынки аппаратного обеспечения.
3. Разработать мультипоточность, ориентированную на
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., Сидоренко В.Г.
Автоматизированное построение планового графика движения пассажирских поездов метрополитена
Современный мир информационных технологий полон задач, которые необходимо решить для упрощения человеческого труда на различных производствах. При всей очевидности таких задач, их постановку далеко не всегда легко формализовать. Как известно, решение задачи, не имеющей чёткой постановки, может быть лишь частным случаем решения.
Процесс составления планового графика движения пассажирских поездов по линии метрополитена (ПГД) – одна из таких задач. В ходе её решения необходимо учитывать многочисленные ограничения. Все эти ограничения, так или иначе, должны быть представлены в постановке задачи.
В статье [1] авторами была сформулирована постановка задачи автоматизированного построения ПГД в общем виде и записана следующим образом: разработать алгоритмы, согласно которым, в результате конечного числа ответов пользователя на общие вопросы (с вариантами ответов «Да/Нет») с промежуточным вводом исходных данных будет построен ПГД при учёте специфических параметров и ограничений, в первую очередь, определяемых графиком оборота подвижного состава (ГО), который регулирует проведение осмотров и ремонтов подвижного состава, и графиком работы локомотивных бригад. Построенный ПГД должен отвечать поставленным целям управления, быть рациональным с точки зрения выбранных критериев и устойчивым к возмущающим факторам.
Алгоритмы автоматизированного построения ПГД представляют собой сценарии управления объектами линии метрополитена. Эти алгоритмы реализуют рациональные управляющие воздействия для каждого из процессов ПГД.
Управляющими воздействиями являются императивы и логико-трансформационные правила (ЛТП) построения ПГД [2]. Определение объектов, к которым они применяются, и построение логики их выполнения проводится на базе предварительного расчета. В ходе расчёта используются введенные пользователем данные, проводится оценка графика по выбранным критериям, учитываются действующие ограничения.
К целям управления относятся:
- реализация заданной (изменяющейся во времени) парности движения в течение всего времени движения пассажирских поездов;
- правильность ночной расстановки (все маршруты должны завершить свое движение в той точке ночной расстановки, из которой на следующий день начинается движение следующего маршрута);
- реализация ГО.
Методика автоматизированного построения ПГД заключается в выделении процессов, происходящих на линии, и сопоставлении им фрагментов ПГД. Происходящие на линии процессы делятся на переходные и установившиеся. Установившимся процессом будем называть процесс, при котором число пар поездов в час (парность) остается постоянным в течение времени, большего, чем время полного оборота состава. Наибольшую сложность представляет переход от одного установившегося процесса к другому, и этот переход будем называть переходным процессом [2]. Переходный процесс должен быть построен таким образом, чтобы к заданному моменту времени создать все условия для работы в установившемся процессе. В соответствии с технологией работы метрополитена и изменением пассажиропотока в течение суток имеется определённая последовательность установившихся и переходных процессов. ПГД в рабочие дни описывает следующие процессы:
1. Выход составов из ночной расстановки (переходный процесс).
2. Движение поездов с заданной парностью в утренний час «пик» (установившийся процесс).
3. Движение поездов между утренним часом «пик» и движением в час «непик» (переходный процесс).
4. Движение в час «непик» (установившийся процесс).
5. Организация перехода к вечернему часу «пик» (переходный процесс).
6. Движение поездов с заданной парностью в вечерний час «пик» (установившийся процесс).
7. Переход от вечернего часа «пик» к непиковому движению (переходный процесс).
8. Организация перехода от непикового движения к ночной расстановке (переходный процесс).
В ряде случаев возможно изменение последовательности процессов в зависимости от проводимых в городе мероприятий. В выходные дни процессы 3-7 отсутствуют, так как в течение всего дня поддерживается постоянная парность движения. Сразу отметим, что все процессы, происходящие на линии, имеют свои характерные особенности [1].
Авторами предложено оценивать достижение поставленных целей управления при помощи условий реализации. Под условиями реализации понимается апостериорная информация, получаемая по итогам построения переходного/установившегося процесса путём проверки графика после завершения рассматриваемого процесса. Условия реализации позволяют определить, удалось ли построить процесс при заданных начальных условиях. В этом случае, термин «условия реализации» употребляется применительно к построению отдельных процессов ПГД, а термин «условия успешной реализации» – применительно к ПГД, составленному на весь день.
Опыт эксплуатации линий Московского метрополитена показал,
Сафронов А.И., Сидоренко В.Г.
Анализ быстродействия алгоритмов автоматизированного построения планового графика движения пассажирских поездов метрополитена
Процесс составления планового графика движения пассажирских поездов по линии метрополитена (ПГД) является одной из рутинных задач повседневности. В ходе её решения необходимо учитывать многочисленные ограничения. Все эти ограничения, так или иначе, должны быть подчинены определённым целям управления.
К целям управления относятся:
- реализация заданной (изменяющейся во времени) парности движения в течение всего времени движения пассажирских поездов;
- правильность ночной расстановки (все маршруты должны завершить свое движение в той точке ночной расстановки, из которой на следующий день начинается движение следующего маршрута);
- реализация ГО.
Поставленным целям управления может отвечать большое количество вариантов построения ПГД. Поэтому актуальной является задача ускорения перебора этих вариантов. Для сокращения количества рассматриваемых вариантов построения ПГД используются следующие подходы:
- проверка условий реализуемости ПГД;
- организация многоуровневой структуры равномерности ПГД.
В соответствии с первым механизмом, параметры и промежуточные расчётные данные каждого рассматриваемого варианта построения (до попытки его реализации) проверяются на соответствие ряду условий реализуемости. Невыполнение хотя бы одного из этих условий для рассматриваемого варианта даёт возможность сделать вывод о том, что построить ПГД не возможно, в связи с чем, вариант полностью исключается из рассмотрения.
Созданная авторами процедура автоматизированного построения ПГД и предложенная многоуровневая структура равномерности ПГД позволяют не только просматривать множество вариантов построения ПГД без изменения исходных данных, но и проводить варьирование исходных данных, не противоречащее целям управления [1].
По мере работы алгоритмов количество вариантов изменяется. В конце построения графика идеально иметь один вариант, удовлетворяющий установленным критериям качества ПГД. При этом качество алгоритма автоматизированного построения ПГД определяется скоростью уменьшения числа вариантов построения.
Для оценки качества работы алгоритма необходимо детально рассматривать следующие четыре переходных процесса:
- вход в утренний час «пик»;
- выход из утреннего часа «пик»;
- вход в вечерний час «пик»;
- выход из вечернего часа «пик».
За счёт зеркальной симметрии при построении ПГД [1] по одному из этих переходных процессов можно сделать предварительный прогноз о том, как пройдёт перебор вариантов в симметричных переходных процессах. Для этого необходимо организовать перебор хотя бы для одного процесса из пары. Проведём формализацию расчёта количества составов, подлежащих вводу или снятию для каждого из этих переходных процессов.
В общем виде максимальное количество вариантов ввода составов за переходный процесс max[Gвв] можно определить из следующего соотношения:
где M[i, j] - количество составов, которые должны быть на j-м пути линии к началу рассматриваемого интервала времени (процесса построения ПГД) с порядковым номером i.
M[i+1, j] - количество составов, которые должны быть на j-м пути линии к началу следующего к рассматриваемому интервалу времени.
НОД(M[i+1, j], M[i+1, j] - M[i, j]) - наибольший общий делитель, определяемый между M[i+1, j] и изменением числа составов между двумя соседними часами.
i - номер рассматриваемого интервала времени;
j - путь линии, j = 1, 2.
I - количество итераций, необходимых для построения переходного процесса ПГД при переходе от одного стационарного процесса к другому. Значение количества итераций определяется:
tн[с.п.2] - время начала второго стационарного процесса (справа);
tк[с.п.1] - время конца первого стационарного процесса (слева);
Тпо - время полного оборота состава на линии.
В том случае, когда НОД(M[i+1, j], M[i+1, j] - M[i, j]) > 1, количество возможных вариантов значительно сокращается.
Максимальное количество вариантов снятия составов за переходный процесс можно определить из соотношения, зеркально симметричного приведённому ранее:
Важно отметить, что переборы вариантов при вводе и снятии составов различаются. Основное различие заключается в том, что процессы снятия составов сопровождаются назначением маршрутов соответствии с требованиями ГО. Таким образом, отсутствие возможности назначить маршрут хотя бы на одну нитку исключает текущий вариант снятия составов из рассмотрения.
Максимальное количество вариантов снятия составов за переходный процесс с учетом возможных вариантов назначения маршрутов определятся
Сценарное пространство построения планового графика движения поездов метрополитена
Сидоренко В.Г., Сафронов А.И.
Ритм жизни современных крупных городов и мегаполисов довольно велик. Действовать и принимать решения во многих сферах человеческой деятельности приходится крайне быстро, порой, даже на пределах человеческих возможностей. В связи с этим возросла актуальность таких процессов, как планирование, расстановка приоритета, рационализация, оптимизация и экономия. В сложных системах все эти процессы тесно связаны друг с другом.
Рассмотрим задачу планирования движения пассажирских поездов на примере Московского метрополитена. Вопрос автоматизации решения данной задачи затронут давно, ему посвящён целый ряд работ российских учёных [1-3]. Не так давно, в связи с бурным развитием вычислительной техники, накопленная база знаний из теоретической области стала переходить в практическую [4-7].
Методика автоматизированного построения ПГД заключается в выделении процессов, происходящих на линии, и сопоставлении им фрагментов ПГД. Происходящие на линии процессы делятся на переходные и установившиеся. Установившимся процессом будем называть процесс, при котором число пар поездов в час (парность) остается постоянным в течение времени, большего, чем время полного оборота состава. Наибольшую сложность представляет переход от одного установившегося процесса к другому, и этот переход будем называть переходным процессом [4]. Переходный процесс должен быть построен таким образом, чтобы к заданному моменту времени создать все условия для работы в установившемся процессе. В соответствии с технологией работы метрополитена и изменением пассажиропотока в течение суток имеется определённая последовательность установившихся и переходных процессов. ПГД в рабочие дни описывает следующие процессы:
1. Выход составов из ночной расстановки (переходный процесс).
2. Движение поездов с заданной парностью в утренний час «пик» (установившийся процесс).
3. Движение поездов между утренним часом «пик» и движением в непиковое время (переходный процесс).
4. Движение в непиковое время (установившийся процесс).
5. Организация перехода к вечернему часу «пик» (переходный процесс);
6. Движение поездов с заданной парностью в вечерний час «пик» (установившийся процесс).
7. Переход от вечернего часа «пик» к непиковому движению (переходный процесс).
8. Организация перехода от непикового движения к ночной расстановке (переходный процесс).
В ряде случаев возможно изменение последовательности процессов в зависимости от проводимых в городе мероприятий. В выходные дни процессы 3-7 отсутствуют, так как в течение всего дня поддерживается постоянная парность движения. Сразу отметим, что все процессы, происходящие на линии, имеют свои характерные особенности [5]. Построение ПГД требует проверки возможности его реализуемости по заданным исходным данным при безусловном выполнении всех имеющихся ограничений. Условия реализуемости ПГД связаны с создаваемыми фрагментами графика, соответствующими определённым процессам.
Под условиями реализуемости будем понимать априорную информацию, которая позволяет заранее определить, удастся ли с заданными начальными условиями построить процесс.
Условиями реализации назовём апостериорную информацию, получаемую по итогам построения переходного/установившегося процесса путём проверки графика после завершения рассматриваемого процесса и позволяющую определить, удалось ли построить процесс с заданными начальными условиями. Договоримся термин «условия реализации» употреблять применительно к построению отдельных процессов ПГД, а термин «условия успешной реализации» - применительно к графику, составленному на весь день.
В качестве модели, описывающей последовательность, взаимосвязь и рекурсивность вызова процедур построения ПГД, авторами была предложена схема автоматизированного построения ПГД [5]. После замены на схеме отметок рекурсивности вызова процедур на отметки проверки процессов ПГД на реализуемость и реализацию получаем схему, описывающую сценарное пространство построения ПГД (рисунок 1).
Порядковый номер процесса, отмеченного на схеме, - это его порядковый номер в последовательности построения ПГД. Направление движения по схеме - от центра. Рассмотрим маркировку. Частым пунктиром обозначены моменты контроля расчётных или вводимых данных. Редкий пунктир означает, что для рассматриваемого процесса построения устанавливается проверка реализуемости. Непрерывной линией отмечены процессы, для которых характерна проверка реализации. Наконец, чередующиеся две точки - тире означают, что рассматриваемый процесс автоматизированного построения ПГД предусматривает проверку успешной реализации всего графика.
Авторами выполнен анализ всех процессов ПГД и формализованы условия реализуемости и реализации этих
УДК 004
Л 69
Логинова Л. Н., Сафронов А. И. Язык Ассемблера для микроконтроллеров ATmega8535: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Машинно-ориентированные языки». - М.: МИИТ, 2011. - 84 с.
В методических указаниях рассмотрена система команд микроконтроллеров ATmega8535. Рассмотрена AVR Studio - интегрированное отладочное средство для микроконтроллеров фирмы Atmel семейства AVR, включающее в себя компилятор с языка ассемблер.
Краткие "выжимки" из методических указаний:
Введение
Разнообразные устройства связи, радиоавтоматики или аудиовизуальной аппаратуры требуют присутствия в своём составе устройства управления (УУ) - контроллера. Контроллеры требуются практически во всех устройствах окружающей действительности.
Одним из самых распространённых в настоящее время является микроконтроллер фирмы «Atmel» из семейства AVR [1]. При том, что они появились на рынке в 1996 году, их популярность до сих пор невероятно высока. С каждым годом они захватывают всё новые и новые ниши на рынке микропроцессорной техники. Не последнюю роль в этом играет соотношение показателей цена / быстродействие / энергопотребление. AVR до сих пор является едва ли не лучшим на рынке 8-битных микроконтроллеров.
1. Описание и характерные особенности микроконтроллеров ATmega8535
Как и все микроконтроллеры AVR фирмы «Atmel», микроконтроллеры семейства Mega, в частности, ATmega8535, являются 8-разрядными микроконтроллерами, предназначенными для встраиваемых приложений. Они изготавливаются по малопотребляющей КМОП-технологии, которая в сочетании с усовершенствованной RISC-архитектурой позволяет достичь наилучшего соотношения быстродействие / энергопотребление [2]. Контроллеры описываемого семейства являются наиболее развитыми представителями микроконтроллеров AVR.
К некоторым особенностям микроконтроллера ATmega8535 относятся [2]:
- FLASH-память программ объемом 8 Кбайт с возможностью внутрисистемного перепрограммирования и загрузки через последовательный канал SPI (число циклов стирания / записи не менее 1000);
- оперативная память (статическое ОЗУ – далее СОЗУ) объемом 512 байт;
- энергонезависимая память данных (EEPROM) объёмом 512 байт с возможностью внутрисистемного перепрограммирования и загрузки через последовательный канал SPI (число циклов стирания / записи не менее 100000);
- возможность защиты от чтения и модификации памяти программ и данных;
- возможность программирования непосредственно в системе через последовательные интерфейсы SPI и JTAG;
- возможность программного снижения частоты тактового генератора;
- 130 команд, большинство из которых выполняются за один машинный цикл;
- 17 внутренних + 3 внешних источников прерываний;
- наличие программного стека;
- наличие аппаратного умножителя;
- 32 8-битных регистра общего назначения (далее РОН);
- 32 программируемые линии ввода / вывода;
- диапазон напряжений питания от 4,5 В до 5,5 В;
- производительность до 8 MIPS при частоте 8 МГц;
- и т.д.
1.1. Устройства ввода / вывода ATmega8535
Микроконтроллеры семейства Mega имеют наиболее богатый набор периферийных устройств (ПУ). При этом в большинстве моделей имеются все ПУ, которые вообще встречаются в составе микроконтроллеров AVR. У микроконтроллера ATmega8535 имеются в наличии [2]:
1. Многофункциональные, двунаправленные GPIO порты ввода-вывода с встроенными нагрузочными резисторами. Конфигурация портов ввода / вывода задаётся программным способом.
2. Два 8-разрядных таймера / счётчика (таймеры ТО и Т2).
3. 16-разрядный таймер / счётчик (таймер Т1).
4. 4 канала ШИМ-модулятора разрядностью 8 бит (один из режимов работы 8-разрядных таймеров / счётчиков ТО и Т2).
5. Аналоговый компаратор.
6. Восьмиканальный 10-разрядный АЦП с дифференциальными входами:
а) программируемый коэффициент усиления перед АЦП 1, 10 и 200;
б) опорное напряжение 2,56 В.
7. Полнодуплексный универсальный асинхронный приемопередатчик UART.
8. Последовательный синхронный интерфейс SPI.
9. Последовательный двухпроводный интерфейс TWI (аналог интерфейса I2С).
1.2. Архитектура микроконтроллера ATmega8535
Микроконтроллер ATmega8535 имеет Гарвардскую архитектуру (программа и данные находятся в разных адресных пространствах) и систему команд, близкую к идеологии RISC. Процессор имеет 32 8-битных регистров общего назначения (РОН) (r0 - r31), объединённых в регистровый файл. В отличие от «идеального» RISC, регистры не абсолютно ортогональны [2]:
- три «сдвоенных» 16-битных регистра-указателя X (r26:r27), Y (r28:r29) и Z (r30:r31);
- некоторые команды работают только с регистрами r16…r31;
- результат умножения (в тех моделях, в которых есть модуль умножения) всегда помещается в r0:r1.
Структура процессора представляется как «высокопроизводительная RISC-архитектура с пониженным энергопотреблением» Гарвардского типа. Одним из основных достоинств этого контроллера является
Сафронов А.И., Сидоренко В.Г.
Уровни успешной реализации автоматизированного построения плановых графиков движения пассажирских поездов метрополитена и критерии отбора эффективных результатов
Процесс составления планового графика движения (ПГД) пассажирских поездов по линии метрополитена является сложной задачей, при решении которой необходимо учитывать многочисленные ограничения.
В общем виде задача автоматизированного построения ПГД формулируется следующим образом: разработать алгоритмы, согласно которым в результате конечного числа ответов пользователя на общие вопросы (с вариантами ответов «Да/Нет») с промежуточным вводом исходных данных будет построен ПГД при учёте специфических параметров и ограничений, в первую очередь, определяемых графиком оборота (ГО) подвижного состава и графиком работы локомотивных бригад [1]. Построенный ПГД должен отвечать поставленным целям управления, быть рациональным с точки зрения выбранных критериев и устойчивым к возмущающим факторам.
Алгоритмы автоматизированного построения ПГД представляют собой сценарии управления объектами линии метрополитена, реализующие рациональные управляющие воздействия при заданных ограничениях, для каждого из процессов ПГД.
Управляющими воздействиями являются императивы и логико-трансформационные правила (ЛТП) построения ПГД [2], Определение объектов, к которым они применяются, и построение логики их выполнения проводится на базе предварительного расчета с использованием введенных пользователем данных, выбранных критериев и с учетом действующих ограничений.
К целям управления относятся:
- реализация заданной (изменяющейся во времени) парности движения в течение всего времени движения пассажирских поездов;
- правильность ночной расстановки (все маршруты должны завершить свое движение в той точке ночной расстановки (т.н.р.), из которой на следующий день начинается движение следующего маршрута);
- реализация ГО подвижного состава, который регулирует проведение осмотров и ремонтов подвижного состава.
Авторами предложено оценивать достижение поставленных целей управления при помощи условий реализации, под которыми понимается апостериорная информация, получаемая по итогам построения переходного/установившегося процесса путём проверки графика после завершения рассматриваемого процесса и позволяющая определить, удалось ли построить процесс с заданными начальными условиями. В этом случае, термин «условия реализации» употребляется применительно к построению отдельных процессов ПГД, а термин «условия успешной реализации» – применительно к ПГД, составленному на весь день.
Опыт эксплуатации линий Московского метрополитена показал, что использование предельных, с точки зрения безопасности движения, значений парности движения может привести к частому возникновению сбоев в движении поездов. Это, как правило, связано с воздействием такого возмущающего фактора, как пассажиры. В связи с этим, принятие решений о реализации предельных значений парности движения, должно подкрепляться предварительным проведением имитационных экспериментов [3].
Ограничения, накладываемые на ПГД, обусловлены общими и технологическими требованиями обеспечения безопасности движения поездов и связями между объектами линии. К ним относятся:
- порядок заполнения т.н.р. составов на линии;
- возможность проведения регулировочных действий на станциях с путевым развитием;
- частота ввода и снятия составов на промежуточных станциях в соответствии с правилами обслуживания пассажиров;
- правила функционирования станций с путевым развитием;
- время окончания движения, которое не может превысить время снятия напряжения в контактной сети метрополитена;
- время отправления последних пассажирских поездов с начальных станций путей;
- организация движения последних пассажирских поездов [4].
Эти ограничения являются общими для всего ПГД. Одновременно для каждого процесса ПГД выделяются частные ограничения, которые авторами классифицируются как условия реализуемости. Условия реализуемости – это априорная информация, которая позволяет заранее определить, удастся ли с заданными начальными условиями построить процесс.
Авторы предлагают проводить сравнение вариантов построения ПГД по следующим критериям равномерности:
- критерий равномерности интервалов по отправлению поездов со станций;
- критерий равномерности расположения вводимых/снимаемых составов [1].
Кроме этих основных критериев, которые учитываются во всех процессах ПГД, можно выделить дополнительные, которые в первую очередь учитываются при выборе способа ночной расстановки составов:
- количество отстоев (разменов) на линии и в депо;
- длительность отстоев (разменов);
- время начала проведения отстоев (разменов) – нерационально их проведение во время движения с максимальной парностью и во время снятия напряжения с контактного рельса на соединительных ветках между депо и линией;
- отклонение от заданного ГО.
Выполнение
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.
УДК 656.42:656.25-52:656.22.05
Методика автоматизированного построения планового графика движения поездов метрополитена
Сафронов А.И., Сидоренко В.Г.
МЕТРОПОЛИТЕН, ПЛАНОВЫЙ ГРАФИК ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ, КРИТЕРИИ РАВНОМЕРНОСТИ, АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПОСТОЕНИЕ, УРОВНИ РАВНОМЕРНОСТИ
Рассматриваются процессы автоматизированного построения планового графика движения поездов метрополитена и особенности линий, оказывающие влияние на эти процессы. Сформулирована постановка задачи, формализованы критерии оптимальности, выделены уровни равномерности.
Methodology of the underground train planned schedule automated construction
Safronov A.I., Sidorenko V.G.
UNDERGROUND, TRAIN PLANNED SCHEDULE, UNIFORMITY CRITERIA, AUTOMATED CONSTRUCTION, UNIFORMITY LEVELS
In article processes of the underground train planned schedule automated construction and the features of lines influencing these processes are considered. Problem statement is formulated, optimality criteria are formalized, uniformity levels are allocated.
В крупных городах со времён появления первых видов городского общественного транспорта возникла проблема правильной организации его работы. В данной статье рассматривается задача автоматизированного составления планового графика движения (ПГД) пассажирских поездов на примере Московского метрополитена.
В общем виде задача автоматизированного построения ПГД формулируется следующим образом: разработать алгоритмы, согласно которым в результате конечного числа ответов пользователя на общие вопросы (с вариантами ответов «Да/Нет») с промежуточным вводом исходных данных будет построен оптимальный по критериям равномерности ПГД при учёте специфических параметров и ограничений, в первую очередь, определяемых графиком оборота подвижного состава и графиком работы локомотивных бригад.
В работе рассмотрим два критерия равномерности:
- критерий равномерности интервалов по отправлению поездов со станций RI;
- критерий равномерности расположения вводимых/снимаемых составов RN.
Автоматизированное построение ПГД распадается на ряд частных задач, в каждой из которых для определения оптимального решения используется только один из рассматриваемых критериев.
Для введения критериев равномерности и постановки задачи построения ПГД используем формализацию, предложенную в работе [1], учитывающую возможность изменения количества составов на линии и показавшую свою обоснованность для описания ПГД. В этом случае каждый из объектов линии описывается упорядоченной последовательностью компонентов, которые определяют характеристики объекта и задают его связи с другими объектами. Понятиями, которые используются для описания результатов построения ПГД и критериев качества ПГД, являются
- «нитка» графика n - последовательность, компоненты которой описывают движение маршрута от момента выхода на главный путь до момента ухода с него (соответствующая информация содержится в массиве элементов расписания Me) с указанием типов маневровых передвижений в начале и конце движения по главному пути, переходы маршрута с одной «нитки» графика на другую и порядок следования «ниток» графика по одному главному пути;
- элемент расписания - последовательность, компоненты которой описывают движение маршрута от станции до следующей за ней, которое может осуществляться как по главному пути (по перегону), так и по станционным путям (по тупикам).
С учетом выбранного способа формализации критерий равномерности интервалов по отправлению поездов со станций RI определяется следующим образом:
где ni - i-я «нитка» графика, i = 1, 2, ..., Np;
Np - количество учитываемых «ниток», которое на единицу больше максимального количества составов на линии в рассматриваемый промежуток времени;
n1 - первая в рассматриваемой последовательности «нитка»;
nNp - последняя в рассматриваемой последовательности «нитка»; это «нитка», по которой будет двигаться маршрут «нитки» n1 после совершения полного оборота. Для радиальной линии это «нитка» n1.nnn.nnn , где n.nnn – компонент последовательности «нитка» n – следующая «нитка» к «нитке» n, то есть «нитка», по которой маршрут будет двигаться после окончания движения по «нитке» n (после оборота). Для кольцевой линии это «нитка» n1.nnn;
Ns - количество станций на линии;
Me(Ss) - элемент массива элементов расписания, начинающийся на станции Ss;
Me(Ss).totpr - время отправления со станции Ss;
fNPS(ni,k,Ss,True) - операция, в результате выполнения которой определяется k-й следующий поезд (в формуле (1) k=1) после «нитки» ni по отправлению со станции Ss.
Приведённая числовая характеристика достигает своего минимума при равномерном расположении всех рассматриваемых «ниток» на всех станциях. Введенный критерий аналогичен критериям, сформулированным в [2, 3].
Критерий равномерности расположения
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.
