WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     |
|

На правах рукописи

CОКОЛОВ ВЛАДИСЛАВ НИКОЛАЕВИЧ

КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ СОРТИРОВОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ: ТЕХНИЧЕСКОЕ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ, ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

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

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Ростов-на-Дону – 2008 г.

Диссертация выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования

«Ростовский государственный университет путей сообщения»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Шабельников Александр Николаевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Берштейн Леонид Самойлович

кандидат технических наук, доцент

Швалов Дмитрий Викторович

Ведущая организация: Российский государственный открытый технический университет путей сообщения

Защита диссертации состоится 30 июня 2008 г. в 1300 часов на заседании диссертационного совета Д 218.010.01.03 при Ростовском государственном университете путей сообщения по адресу: г. Ростов-на-Дону, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2, конференцзал.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке РГУПС.

Автореферат разослан 29 мая 2008 г.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, подписанные и заверенные печатью, просим направлять по адресу: 344038, г. Ростов-на-Дону,
пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2, диссертационный совет Д 218.010.03, ученому секретарю.

Ученый секретарь

диссертационного совета, д.т.н., профессор М.А. Бутакова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования.

Интеграция России в мировое экономическое сообщество, требования конкурентоспособного и эффективного развития на всех уровнях управления экономикой страны актуализировали проблемы функционирования хозяйствующих субъектов и изменения парадигмы управления ими во всех сферах, в том числе и на железнодорожном транспорте. Это поставило отрасль перед задачей эффективной реструктуризации.

Переход российской экономики на рыночные условия хозяйствования сформулировали новые требования к характеру функционирования железнодорожной отрасли, основными из которых следует считать:

– учет экономических критериев работы всех звеньев транспортного конвейера;

– повышение качества технологических процессов за счет внедрения инноваций, что повысит конкурентоспособность железнодорожного транспорта на рынке транспортных услуг.

Не исключением в этом ряду являются системы сортировки составов, осуществляемые на сортировочных станциях (СС). В настоящее время ресурсы повышения эффективности работы СС посредством автоматизации ее основных процессов исчерпаны, и выход нами видится в создании и внедрении систем нового поколения – систем интеллектуального функционирования, что хорошо коррелирует с объявленной в отрасли программой реструктуризации.

Интеллектуальность работы СС определяется общей логикой функционирования, включающей человека биологической составляющей комплекса, совокупностью интеллектуально функционирующих элементов и подсистем.

В существующей нормативной литературе по реструктуризации отрасли (отдельных предприятий), многочисленных научных исследованиях много внимания уделяется организационным проблемам преобразования. Достаточно подробно исследуются идеология, структуры, механизмы реструктуризации и функционирования отрасли (предприятия) в новых условиях хозяйствования. Вместе с тем технические, технологические проблемы остались вне пристального внимания менеджмента отрасли. Это определило выбор темы исследования.

Степень разработанности проблемы.

Проблемы собственно развития отрасли освещены в Стратегических целях развития ОАО «РЖД» на период до 2010 года и в Стратегических направлениях научно-технического развития ОАО «Российские железные дороги» на период до 2015 г., в соответствии с которыми поставлена задача резкого повышения производительности труда, сокращения эксплуатационных расходов, перехода на малолюдные технологии работы сортировочных станций с одновременным повышением безопасности прохождения технологических процессов формирования-расформирования составов на сортировочных станциях. Особое внимание обращается на необходимость концентрации сортировочной работы на крупных сортировочных станциях сетевого и регионального значения, на которых должны быть обеспечены высокопроизводительная переработка вагонов и выполнение жестких нормативов простоя вагонов.

Техническое и технологическое обеспечение станционной работы освещено в трудах Г. Биленко, А. Бородина, А. Казакова, Н. Модина,
О. Олейник, Л. Тишкова и др.

Проблемы горочной автоматизации подробно исследованы В. Иванченко, Н. Модиным, А. Савицким, В. Шелухиным, Н. Фонаревым.

В плане построения формальных описаний, разработки инструментария планирования и управления деятельностью СС автор опирался на труды А. Баженюка, Л. Берштейна, М. Бутаковой, Л. Заде, С. Ковалева, Н. Лябаха, А. Мелихова, А. Орлова, С. Светунькова и др.

Интеллектуализации транспортных процессов посвятили свои работы
А. Гуда, И. Дергачева, В. Иванченко, С.Ковалев, Н. Лябах, А. Шабельников.

Однако, для практической реализации предлагаемых в анализируемых источниках механизмов описания исследуемых технологических процессов на СС, определения оптимального режима функционирования и управления требуется адаптация имеющегося теоретического и методического инструментария, разработка технического и программного обеспечения и применение формализованных процедур идентификации и принятия интеллектуальных решений. Кроме того, в настоящее время отсутствует единая методология построения АСУ СС, обоснованная с точки зрения системного подхода. Это определило цель и задачи диссертационного исследования.

Цель диссертационного исследования – разработка принципов, системы и технологии управления сортировочными процессами, включая механизмы интеллектуализации основных функций процесса сортировки составов.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

  • Проанализировать состояние и перспективы развития АСУ СС, сформировав актуальные направления исследования и совершенствования деятельности СС.
  • Развить идеологию построения (принципы, структуру и функции) комплексной системы автоматизированного управления сортировочной станцией (КСАУ СС).
  • Разработать соответствующее программно-математическое обеспечение автоматизации и интеллектуализации сортировочных процессов (СП).
  • Разработать контрольно-диагностический комплекс АСУ сортировочным процессом.
  • Разработать комплекс обеспечивающих технических устройств.
  • Внедрить разработанные в диссертации методы и методики в практику деятельности отрасли, научные исследования и учебный процесс.

Объект исследования: сортировочная станция, технологические процессы расформирования-формирования составов на станции.

Предмет исследования: методы и механизмы автоматизации СП на основе интеллектуализации функций, применения современных информационных технологий и инновационных технологических решений.

Положения, выносимые на защиту:

  1. Состояние задачи автоматизации СС, в целом, и ее отдельных подсистем, в частности, характеризуется отсутствием системного подхода к решению, наличием комплекса технических, технологических, программно-математических проблем. Системный подход, обеспечивающий стратегическое видение и решение проблем управления сортировочными процессами, лежит в основе создаваемой методологии управления СП, и в свою очередь требует своего развития с учетом специфики предмета исследования и сферы приложения.
  2. Изменение экономической ситуации в России существенным образом отразилось на роли железнодорожного транспорта, обеспечивающего как внутрихозяйственную деятельность страны, так и работу транспортных коридоров международного экономического сотрудничества. Этот факт потребовал изменения миссии, целей и задач функционирования отрасли. Основными стратегическими задачами являются: перевод отрасли на рыночные условия хозяйствования; включение инноваций, как основного рычага развития транспортного комплекса.
  3. Разнородность (по сложности, наличию и качеству исходных данных, предназначению) задач моделирования сортировочных процессов формирует проблему систематизации подходов и методов моделирования, требует развития методов идентификации технологических процессов и процедур принятия решений на основе современного математического аппарата: теории нелинейных инерционных систем, теории нечетких множеств, теории нейронных сетей и др.
  4. Успех решения задачи формализованного описания исследуемой предметной области, а также (в том числе вследствие адекватного моделирования) задачи управления СС, в целом, зависит от полноты, репрезентативности, точности, своевременности исходных данных о системе. Получение этой информации, ее анализ возлагается на описываемый в работе контрольно-диагностический комплекс (КДК).
  5. Определяющим критерием функционирования СС (наряду с минимизацией времени обработки состава, затрачиваемой энергии, стоимости транспортных услуг) является обеспечение заданного уровня безопасности работ. В этой связи актуализируется проблема разработки соответствующей системы безопасности, включающей комплекс организационных, технических, технологических, программно-математических мер.

Научная новизна исследований:

  1. Развито представление о логике, механизмах применения методологии системного подхода в задачах анализа и синтеза системы управления СС, позволившее с одной стороны использовать для решения задач управления СП научные достижения и опыт смежных наук и, с другой, обобщить полученные результаты до возможностей использования их в иных сферах управления.
  2. Предложены: методология интеллектуализации СП, проиллюстрированная синтезом автомата-советчика; методика исследования процессов скатывания отцепов с горки, позволяющая идентифицировать процесс и выработать механизмы адекватного управления им; подходы, использующие нейронные сети и сенсорные системы для моделирования различных процессов и процедур принятия решений на СС.

Предложенные методики и механизмы составляют основу формализации процессов управления на СГ.

  1. Разработаны принципы управления торможением отцепами на ТП на основе математической модели, учитывающей инерционность исследуемых процессов и использующей схему связей «вход-выход». Определены входные и выходные переменные модели.
  2. Разработаны структура и технологии функционирования КСАУ СС, адекватно отражающие требования времени, легко адаптируемые под конкретные условия автоматизации.
  3. Разработаны идеология, технические и технологические решения по созданию КДК в части решения задачи повышения безопасности функционирования горочных устройств путем их предотказной диагностики, и на этой основе заблаговременного предотвращения возникновения опасных ситуаций.
  4. Систематизированы и развиты меры по обеспечению безопасности сортировочных процессов, в соответствии с нормативными требованиями, установленными на железных дорогах страны и мира.
  5. Разработан комплекс технических средств, обеспечивающих научные исследования и практику внедрения КСАУ СС.

Теоретико-методологической основой диссертационного исследования явились научные труды отечественных и зарубежных ученых по данной проблеме, специалистов по управлению сортировочными процессами.

В данном диссертационном исследовании использовались принципы системного (структурно-функционального) и сравнительного анализов, теория самоорганизации сложных процессов, статистические методы (корреляционно-регрессионный анализ), теория нечетких множеств, позволяющая формализовать опыт и интуицию разработчиков систем управления и специалистов по управлению сложными технологическими процессами, методы интеллектуализации управления, обеспечивающие «разумное» поведение синтезируемой системы в неопределенной среде функционирования.

Информационно-эмпирической базой исследования послужили нормативные документы, законодательные акты, данные мониторинга сортировочного процесса на СС, экспертная информация, полученная на основе авторского обследования.

Теоретическая ценность диссертационного исследования заключается в разработке общих принципов, универсальных механизмов развития систем автоматизации сортировочных станций.

Практическая значимость состоит в том, что разработанные в работе подходы и методы внедрены в конкретных системах автоматизации технологических процессов на сортировочных станциях:

Pages:     |
|



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

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.