WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

В четвертой главе раскрыты пути практической реализации ПИО СС на основе современных информационно-вычислительных средств и компьютерных технологий. Показаны два независимых пути реализации: на основе агрегатирования ПК класса «Pentium-4» с ИВК-АДК, уже имеющих программно-аппаратный интерфейс с устройствами СЦБ. Такое агрегатирование не требует параллельной увязки с напольным оборудованием и схемами ЭЦ или систем автоматизации СГ. На рис. 6 в качестве примера представлена структура агрегатирования ИВК-АДК с ПИО любого парка СС.

Рис. 6. Техническая структура агрегатирования ИВК-АДК с ПИО СС

При такой структуре состояния реле путевых, стрелочных, сигнальных, маневровых, маршрутных, положения стрелок, сигналов ДО и др. непрерывно «перекачиваются» в ПК ПИО для ведения моделей поездной и маневровой работы в парках СС.

Предложенная архитектура ядра ПИО на базе ИВК парков СС не ограничивает создание (на основе дополнительного ПК) БЗ, содержащей набор продукционных правил, используемых на этапе интеллектуальной поддержки процессов мониторинга и принятия решений.

На СС, где отсутствуют в парках ИВК-АДК, проблема создания ПИО может быть решена без каких-либо ограничений за счет функциональной компоновки ПК и современных модулей ввода, вывода, ввода-вывода, преобразования первичной дискретной и аналоговой информации, сопряженных с устройствами СЦБ.

Используя опыт эксплуатации таких модулей в микропроцессорных СЖАТ, в работе произведен выбор и дано описание наиболее «ходовых» и доступных модулей сопряжения ДСС. Номенклатура таких устройств включает 14 типов функциональных плат. На их основе в диссертации предложена альтернативная техническая структура ПИО, в состав которой входят: активные матрицы ввода сигналов; контроллер сбора информации; серверы БД и БЗ, АРМы и сетевой коммутатор ЛВС «Ethernet». Кроме этого разработана архитектура интеграции локальных ПИО в ЛВС «Ethernet» независимо от выбора варианта агрегатирования с ИВК или автономного.

Архитектура является открытой для дальнейшего развития и расширения зон мониторинга (промышленные зоны, маневровые районы, подъездные пути, грузовые дворы и др.).

Принимая во внимание реальный режим ведения единой модели СС и временные ограничения на принятие решений, ключевым вопросом является выбор встраиваемой платформенной операционной системы реального времени (ОСРВ). Анализ различных известных ОС позволил установить, что для решения поставленных в диссертации задач наиболее приемлемой ОС является QNX Realtime Platform (QRTP) компании QNX Software Systems Ltd. В основе QNX Realtime Platform лежит ОС жесткого реального времени QNX/Neutrino c встраиваемой графической оболочкой Photon micro GUI.

Правильность выбора QNX в качестве ОСРВ подтверждается положительными результатами ее эксплуатации в СЖАТ, к которым относятся: ДЦ ТРАКТ, АПК-ДК, ДЦ-ЮГ с РКП и АДК-СЦБ.

Для интеллектуализации АРМов парков СС и СГ в диссертации разработано 18 отображаемых на мониторах и протоколируемых технологических «окон» визуализации процесса расформирования и формирования поездов. К ним относятся: графики обработки составов в ПП и ПО; надвига и роспуска составов; «горячие» справки по поездам и параметрам их обработки; итоги работы всех парков – текущие и в течение смены; состояние подхода поездов; текущее состояние парков с отображением нештатных и опасных ситуаций; заполнение путей ПФ и текущее накопление составов; разложение вагонов (отцепов) до начала роспуска; сбои на спускной части СГ. Фрагмент одного из таких окон «Ситуации подгорочного парка» представлен на рис. 7.

Различные по форме и цвету символы на текущий момент отображают результаты мониторинга и идентификации возникших нештатных и опасных ситуаций в подгорочном парке.

Разработанные окна мониторинга и идентификации оперативно-технологических ситуаций прошли экспертную оценку и поддержку диспетчерского и дежурного персонала на действующих СС, что подтверждено актами о их внедрении.

Рис. 7. Технологическое окно «Ситуации подгорочного парка»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Анализ и теоретическое обобщение состояния проблемы комплексной автоматизации и информатизации отечественных и зарубежных СС на базе компьютерных технологий выявил ее нерешенность в контексте достижения единого информационного пространства и ведения непрерывной динамической модели процесса расформирования и формирования поездов в реальном режиме времени.

2. На основе анализа известных зарубежных информационно-управляющих систем СС (Германия, Франция, США) установлена общая тенденция создания распределенных локальных подсистем мониторинга, ориентированных на реализацию функций сбора, преобразования, обработки и отображения оперативно-технологической информации в парках приема, формирования и отправления поездов. В «Программе совершенствования и развития сортировочных станций железных дорог на 2006-2015 гг.» особое внимание уделено созданию единой БД СС, разработке АРМов различного назначения, расширению зоны мониторинга и контроля на всю территорию станции, построению моделей идентификации за счет внедрения локальных подсистем информационного обеспечения, объединенных с исполнительными устройствами СЦБ. Это позволяет утверждать, что исследуемая в диссертации проблема является актуальной.

3. Исследование графа информационных потоков в мультиагентной среде СС и системный анализ процессов расформирования и формирования поездов позволили установить высокую сложность оперативного управления, многокритериальность задач и необходимость принятия решений в условиях жестких временных ограничений, выявить неоправданную многоступенчатость передачи и приема сообщений, отсутствие подсистем автоматического сбора первичной информации «от колеса». Установлено, что в условиях территориальной рассредоточенности объектов мониторинга и контроля ДСЦ не представляется возможным без информационной поддержки в реальном времени вести адекватную динамическую модель поездной и маневровой работы.

4. Определены технологические звенья СС, подлежащие мониторингу и непрерывному контролю, предложены структуры информационного обеспечения ПИО в ПП, СГ, ПФ, ПО и установлены виды оперативно-технологических данных, интегрируемых в АРМах дежурного и диспетчерского персонала. Установлена необходимость интеллектуализации принятия решений ДСЦ и ДСПГ на основе достоверной, своевременной и значимой информации реального времени.

5. Предложена структура методологических этапов и направлений исследований. Создание подсистем мониторинга и идентификации на СС и разработка методов интеллектуальной поддержки принятия решений базируется на интеграции БД и БЗ, концентрации информационных потоков для ведения ситуационных моделей и реализации алгоритмов автоматического принятия решений. В основе теоретических исследований лежат формализованные модели теории ситуационного управления, логико-алгебраические алгоритмы принятия решений, методы и модели идентификации в условиях неопределенности и нечеткой среды, идеи теории искусственного интеллекта с использованием продукционных правил БЗ.

6. Разработана методика построения пространственно-временных моделей мониторинга, позволяющих формальными математическими средствами описывать динамику технологических процессов. В основу построения моделей положена псевдофизическая логика пространственно-временных отношений, что позволяет компактным образом идентифицировать в интегрированной системе управления СС обширный класс технологических ситуаций в парках и на СГ.

7. Предложена применительно к СС методика выбора оптимальных решений в условиях неопределенности оперативно-технологических ситуаций. Оценки альтернативных решений являются качественными и описываются значениями соответствующих лингвистических переменных. Методика апробирована на примере выбора оптимальных маршрутов заезда маневровых локомотивов в ПФ.

8. Предложена структура взаимодействия подсистем прогнозирования оперативно-технологических ситуаций, идентификации сбоев технологических процессов, принятия решений и управления. Такая структура обеспечивает прогноз ситуаций за счет непрерывного ведения пространственно-временных моделей, генерацию и выбор интеллектуальных решений на основе продукционных правил БЗ.

9. Предложена структура перераспределения информационных потоков и установлен перечень технологических задач, требующих интеллектуальной поддержки: прогнозирование особых условий и первоочередных маневровых работ в ПФ; выбор очередности роспуска составов; планирование процессов завершения накопления и выставления составов в ПО; очередность осаживания и подтягивания вагонов; выбор маршрутов заезда локомотивов в подгорочном парке и путей отсева отцепов при сбоях и нарушениях программы роспуска на СГ.

10. Разработан алгоритм автоматического принятия решений при выборе очередности роспуска составов. Он основан на исследовании и экспертной оценке структурно-логических алгоритмов действий ДСЦ в реальных условиях. На базе результатов исследования действий ДСПГ построены алгоритмы автоматического принятия решений при поиске маршрутов перемещения маневровых локомотивов для нормализации последствий отклонений от заданной программы и выборе путей отсева «чужаков», запусков, неправильных расцепов и др.

11. Для идентификации местонахождения локомотивов при маневрах предложено оборудовать контрольные участки на основе реверсивных датчиков прохода осей. Описание аксиоматики и правил вывода формальной системы использует ряд понятий и обозначений логики предикатов. Используемое семейство аксиом определяет минимальный набор формул для машины вывода, которая путем применения соответствующих правил обеспечивает мониторинг подвижных единиц и идентификацию сбоев и отклонений технологических процессов в парках и на СГ.

12. Предложена техническая структура интеграции подсистем мониторинга и идентификации на базе ПК и интерфейсных модулей сопряжения с устройствами СЦБ. В основу интеграции положено использование ЛВС Ethernet.

Принимая во внимание реальный режим ведения модели СС, временные ограничения на принятие решений и необходимость интеллектуализации АРМов, произведен выбор наиболее приемлемой ОСРВ QNX Realtime Platform (QRTP) с встраиваемой графической оболочкой Photon micro GUI и богатым инструментарием.

13. Разработано множество «окон» визуализации технологических операций, ведения графиков их исполнения и протоколирования итоговых результатов работы. Для информационной поддержки АРМов предложены ситуационные матрицы состояния парков с отображением результатов идентификации и мониторинга оперативно-технологических ситуаций в реальном режиме времени.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Броновицкий С.С. Интегрированная система информатизации сортировочных станций с интеллектуальной поддержкой принятия решений. / Тр. междунар. науч.-практ. конф. «TRANS-MECH-ART-CHEM». – М.: МИИТ, 2008. – С. 24-25.

2. Броновицкий С.С. Методология исследования и разработки подсистем информатизации с интеллектуальной поддержкой принятия решений на сортировочной станции / Вестник РГУПС. – 2007. – № 4. – С. 26-31.

3. Броновицкий С.С., Федорчук А.Е. Компьютерные технологии разработки и внедрения интегрированной системы информатизации сортировочных станций / Учебное пособие. РГУПС. – Ростов н/Д. – 2007. – 144 с.

4. Ковалев С.М., Пальчик Л.В., Броновицкий C.С., Узденов А.М. Optimization of power consumption for train traction. EURNEX – Zel – 2006 / 14-th International symposium. – Zilina, Slovensko Rep., 2006. – С. 152-154.

5. Пальчик Л.В., Броновицкий С.С., Узденов А.М. К вопросу выбора методики оптимизации процесса управления движением поездов / Труды РГУПС. – 2007. – № 1. – С. 30-33.

6. Пальчик Л.В., Броновицкий С.С., Узденов А.М. К вопросу экономии ресурсов на тягу поездов на участке железной дороги / Труды РГУПС. – 2007. – № 1. – С. 140-143.

7. Харченко В.А., Броновицкий С.С., Пальчик Л.В. Вопросы построения распределенной сети связи микропроцессорной электрической централизации / Актуальные проблемы развития средств железнодорожной автоматики и телемеханики и технологий управления движением поездов: Междунар. межвуз. сб. науч. тр. – Ростов-н/Д: РГУПС. – 2004. – С. 25-29.

Броновицкий Сергей Сергеевич

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ МОНИТОРИНГА,

ИДЕНТИФИКАЦИИ И ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА

ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ НА СОРТИРОВОЧНЫХ СТАНЦИЯХ

Специальность: 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими
процессами и производствами (на транспорте)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати _____ 2008 г. Формат бумаги 6084/16

Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,4

Уч-изд. л. 1. Тираж 100. Заказ №

Ростовский государственный университет путей сообщения. Ризография РГУПС

__________________________________________________________________

Адрес университета: 344038, г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового полка народного ополчения, 2

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»