Центр ситуационного управления метрополитеном тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Ершов, Александр Владимирович

• Ершов, Александр Владимирович
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ершов, Александр Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

1 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ МЕТРОПОЛИТЕНА

1.1 Анализ развития средств автоматизации метрополитена

1.2 Вопросы безопасности метрополитена

1.3 Принципы формализации задач планирования и управления перевозочным процессом

1.4 Постановка задачи исследований 30 Основные результаты и выводы по главе

2 СИНТЕЗ СТРУКТУРЫ СИТУАЦИОННОГО ЦЕНТРА

2.1 Принципы построения и задачи ситуационного центра

2.2 Структура ситуационного центра 36 Основные результаты и выводы по главе

3 МЕТОДИКА ОЦЕНКИ СИТУАЦИЙ

3.1 Алгоритмы оперативной оценки показателей работы метрополитена

3.2 Методика организации обработки сообщений, поступающих в ситуационный центр

3.3 Анализ видеоинформации, поступающей в ситуационный центр 77 Основные результаты и выводы по главе

4 МЕТОДИКА ВЫБОРА УПРАВЛЕНИЯ В РАМКАХ СИТУАЦИОННОГО ЦЕНТРА

4.1 Методика построения оперативного графика движения поездов

4.2 Методика учета временных ограничений скорости в графике 94 движения поездов

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Центр ситуационного управления метрополитеном»

Основными направлениями развития метрополитена являются увеличение объемов перевозок, расширение сети метрополитена, повышение безопасности и культуры обслуживания пассажиров. Решение этих задач требует создания новых систем управления перевозочным процессом и форм работы с пассажирами. Актуальным является создание на метрополитене центра ситуационного управления (ситуационного центра, СЦ) - качественно новой системы управления, предназначенной для комплексного решения следующих задач:

- совершенствование системы обеспечения безопасности пассажиров, обслуживающего персонала и объектов метрополитена;

-повышение оперативности и эффективности стратегических управленческих решений при сбоях в работе метрополитена, принимаемых на основе визуализации и углубленной аналитической обработки оперативной информации;

- осуществление интерактивной информационной работы с пассажирами.

Целью работы является определение функций СЦ, разработка принципов построения центра и его систем, создание математического обеспечения СЦ.

В диссертационной работе реализуется следующая последовательность решения задач:

1. Анализ задач по автоматизации управления перевозочным процессом и повышению безопасности на метрополитене, выбор формализации для решения задач ситуационного управления и оценки качества управления.

2. Разработка концепции построения СЦ, включающей в себя принципы построения СЦ, формализацию задач, решаемых центром, синтез его структуры и образующих его систем, распределение задач между системами СЦ.

3. Формализация критериев автоматической оценки качества управления движением поездов.

4. Анализ работы СЦ по обработке поступающих с колонн экстренного вы-ова сообщений и информационных запросов; разработка методики построения системы информационного обмена между пассажирами и работниками СЦ.

5. Синтез алгоритма оперативного планирования движения поездов, реализующего восстановление после сбоя последовательности движения маршрутов в соответствии с заданной расстановкой составов на ночь.

6. Разработка структуры системы оперативного учета временных ограничений скорости в графике движения поездов и алгоритма ее функционирования.

7. Разработка структуры и принципов построения системы информационного обмена между пассажирами и работниками СЦ, а также системы видеонаблюдения в вагонах пассажирских поездов.

Данная работа направлена на реализацию постановления Правительства Москвы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Ершов, Александр Владимирович

Основные результаты и выводы по главе

1. Анализ результатов тестирования систем отображения информации Службы движения и анализа информации Службы движения показал, что они реализуют поставленные перед ними задачи и могут использоваться в рамках

СЦ.

2. В ходе тестирования на имитационных моделях показана эффективность разработанных формализации и алгоритмов расчета показателей выполнения графика движения поездов для различных возмущений.

3. Система ситуационного планирования СЦ позволяет оперативно учитывать временные ограничения скорости в плановом графике движения поездов, сократить трудозатраты на решение этой задачи и преодолеть существующее распределение функций между службами метрополитена.

4. Внедрение системы передачи и оперативной обработки информации, поступающей в СЦ, и систем видеонаблюдения на объектах метрополитена позволило повысить оперативность получения информации о событиях, угрожающих безопасности метрополитена, и реакции на эти события.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенные в работе исследования позволили получить следующие результаты.

1. Разработанная структура СЦ позволяет комплексно решать задачи оперативного планирования и управления перевозочным процессом в чрезвычайных ситуациях, оценки качества работы метрополитена, диагностики и информационного обмена. Опыт эксплуатации систем СЦ подтвердил обоснованность и эффективность предложенных в работе и реализованных принципов построения математического, информационного и технического обеспечения СЦ.

2. Выполненный в работе выбор критериев качества перевозочного процесса и их расчет при автоматизации построения планового и оперативного графиков движения поездов, автоматическом отображении графика исполненного движения и вводе команд диспетчерского управления позволяет повысить качество управления движением поездов.

3. Проведенный анализ статистики вызовов, поступающих в СЦ с колонн экстренного вызова, позволил выявить основные закономерности распределения вызовов и их характеристик по причинам, дням недели, времени суток, месту поступления, а также определить параметры системы информационного обмена между пассажирами и работниками СЦ, обеспечивающие заданное качество ее функционирования. Интенсивность потока вызовов равна 1,11 выз/мин. Среднее время обработки одного вызова равно 0,65 мин. Система обеспечивает вероятность отказа в обслуживании, не превышающую величину 0,001, если имеет 5 линии связи и 6 диспетчеров.

4. Предложенная методика решения задач синтеза оперативного графика движения поездов при наличии возмущающих факторов реализует восстановление последовательности движения маршрутов, необходимой для осуществления заданной расстановки составов на ночь, и учет временных ограничений скорости в графике движения поездов.

5. Универсальность и единство разработанных методов автоматизации планирования, управления и оценки качества управления позволяет сократить трудозатраты, время и стоимость разработки средств СЦ.

6. Система анализа и отображения информации Службы движения в СЦ, реализующая расчет показателей выполнения графика движения поездов в реальном времени в соответствии с предложенной автором формализацией и вывод результатов на табло коллективного пользования, позволяет сотрудникам СЦ своевременно принимать решения по оперативному управлению объектами метрополитена.

7. Выбор зон контроля, алгоритмов управления аппаратурой видеонаблюдения на станциях и в вагонах пассажирских поездов, внедрение системы видеонаблюдения позволило получать в СЦ информацию о текущем состоянии пассажиропотока, случаях хулиганства, несанкционированной торговли, других противоправных действиях и нарушении правил пользования метрополитеном. Наличие такой информации позволяет оперативно принимать необходимые управленческие решения.

142

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ершов, Александр Владимирович, 2006 год

1. Абрамов В.М., Баранов J1.A., Моисеев А.А., Полоцкий В.Н. Расчет и оптимизация координатного сближения поездов метрополитена // Вестник ВНИИЖТ, 1992, №6.

2. Автоматизированный метрополитен для Барселоны // International Railway Journal, Великобритания, 1990 №1. P.55.

3. Азаров Е.Г., Азаров К.Г. Ситуационные центры и современная армия // Конференция "Броня 2002".

4. Аналитика-Капитал / Под науч.ред. Терещенко С.С. -Т. 3 : Риски. Ситуационные центры и системы. Технологии выявления неявных проблем. -М.: 2000.-312 с.

5. Архипова Н.И., Кульба В.В.• Управление в чрезвычайных ситуациях. М., 1998. - 316с.

6. Астрахан В.И. Новая система управления и обеспечения безопасности движения поездов метрополитена // Автоматика, связь и информатика, 2000, №7. С. 15-17.

7. Баранов Л.А., Ерофеев Е.В., Сапожников В.В., Василенко М.И., Быков В. П. Системы поддержки принятия решения //Железнодорожный транспорт, 1994, №12.-С. 19-21.

8. Баранов Л. А., Ершов А.В., Сидоренко В.Г. Автоматизированная система в перевозочном процессе метрополитена // Мир транспорта, 2005, №3. С. 108-113.

9. П.Баранов JI.А., Козлов В.П. Управление линией метрополитена во время сбоя движения. // Вестник ВНИИЖТ, 1986, №5. С. 16-22.

10. Баранов JI.A., Крук Ю.Е. Концепция автоматизированного метрополитена // Метро, 1994, №3. С. 6-8.

11. Баранов JI.A., Сидоренко В.Г. Тренажер поездных диспетчеров линий Московского метрополитена // Железные дороги мира, 2002, №8. С. 64-69.

12. Беллман Р., Дрейфус С. Прикладные задачи динамического программирования. М.:Наука, 1965. - 450с.

13. Блохин С.Г. , Куренков П.В. , Мохонько В.П., Полянский Ю.А. Информационное обеспечение ситуационного управления хозяйствами дороги // ВКСС. Connect!, 2002, №5.

14. Борзенкова С.Ю. Поддержка принятия управленческих решений на основе ситуационного анализа и управления: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тула, 1999. - 18 с.

15. Борисенко Л.И., Симаков Е.В. Динамическое ведение графика движения поездов // Автоматика, связь и информатика, 2003, №6.

16. Бурлаков М.В. Ситуационное управление в системах массового обслуживания. Киев: Наук, думка, 1991. - 159 с.

17. Василенко М.Н., Дегтярев Д.П., Максименко О.А. Автоматическое построение графиков движения поездов на метрополитене // Труды международной конференции «Транспорт XXI век», Варшава, 2001.

18. Вентцель Е.С. Исследование операций. М.: Советское радио, 1972.-552 с.

19. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Высшая школа, 2002.575 с.

20. Гавзов Д.В., Никитин А.Б. Системы компьютерного управления движением на транспорте // Электросистемы, 2000, №2.

21. Гаев Д.В., Ермоленко И.К., Ершов А.В., Вайт О., Муратов М.В. Автомат для продажи проездных документов. Патент на изобретение №2225038, зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 27.02.2004.

22. Галкин В.А., Григорьев Ю.А. Телекоммуникации и сети. -М.: МГТУ им. Баумана, 2003. 608 с.

23. Головичер Я.М. Алгоритмы управления движением транспортных средств для систем автоведения // Автоматика, телемеханика и связь, 1986, №11.-С. 118-126.

24. Горелик А.В. Эксплуатационная надежность алгоритмического и программного обеспечения систем железнодорожной автоматики // Наука и техника транспорта, 2003, №1. С. 26-35.

25. Горелик В.Ю. Метод определения информационной загрузки диспетчера по управлению движением поездов // Наука и техника транспорта, 2002, №2.-С. 21-23.

26. Громова Т.А., Селезнева И.А. Расчет на ЭВМ загрузки поездного диспетчера // Железнодорожный транспорт, 2000, №10. С. 66-71.

27. Данчул А.Н. Информационно-аналитические технологии и ситуационные центры // Государственная служба, 2004, №4.

28. Елфимова И.Ф. Организация управления производственным процессом на основе ситуационного подхода: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук. Воронеж, 1993.

29. Ерофеев Е.В. Принципы построения комплексных автоматизированных систем управления движением поездов метрополитена //

30. Proceedings of The 7-th International Scientific Conference of Railway Experts, Yugoslavia, Vrnjacka Banja, 2000. C. 151-152.

31. Ерофеев E.B., Козлов В.П. Алгоритм восстановления графика движения после сбоя // Вестник ВНИИЖТ, 1988, №1. С. 7-14.

32. Ершов А.В. 65 лет Московскому метрополитену // Метро, 2000, №2. С. 26-32.

33. Ершов А.В. Как защитить метро // Противопожарные и аварийно-спасательные средства, 2004, №2. С. 15-16.

34. Ершов А.В. Принципы построения ситуационного центра на Московском метрополитене // Наука и техника транспорта, 2006, №1. С. 2733.

35. Ершов А.В. Пути повышения безопасности на Московском метрополитене // Труды шестой научно-практической конференции «Безопасность движения поездов». М.: МИИТ, 2005. - С. 1-7.

36. Ершов А. В. Структура центра ситуационного управления Московского метрополитена // Материалы международной научной конференции «Проблемы регионального и муниципального управления» М.: РГГУ, 2006.-С. 225-229.

37. Ершов А.В., Сидоренко В.Г. Оперативное планирование ситуационного управления метрополитеном // Труды шестой научно-практической конференции «Безопасность движения поездов». М.: МИИТ, 2005.-С. 1-6-1-7.

38. Жабров С.С. Тенденции разработки графика движения поездов на основе компьютерных технологий // Ж.-д. транспорт. Сер.: Организациядвижения и пассажирские перевозки. ЭИ/ЦНИИТЭИ МПС, 2000. Вып. 1. С. 1-28.

39. Ильин В.Д. Информатизация ситуационного управления. М., 2005.- 103 с.

40. Иоффе А.Д., Тихомиров В.М. Теория экстремальных задач.-М.: Наука, 1974.-376 с.

41. Исаев И.А. Метод и средства поддержки проектирования моделей информационной структуры ситуационных систем отображения информации: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. М.: МГТУ им.Н.Э.Баумана, 1994.

42. Калиничев В.П. Метрополитены. -М.: Транспорт, 1988.-288с.

43. Клыков Ю.И. Язык ситуационного управления // Семиотические методы управления в больших системах. М.: Московский дом научно-технической пропаганды, 1971. С. 67-81.

44. К о лесов А. Управление предприятием из Ситуационного центра // PC Week, 2000, №47.

45. Кононов Д.А., Кульба В.В., Ковалевский С.С., Косяченко С.А. Синтез формализованных сценариев и структурная устойчивость сложных систем (синергетика и аттрактивное поведение). Препринт. -М.: ИПУ РАН. 1998.

46. Кудряшов В.Н. Концепция ■ системы информационной безопасности ситуационных центров // Проблемы информационной безопасности, 1999, №4.

47. Кузнецов Н.А., Кульба В.В., Ковалевский С.С., Косяченко С.А. Методы анализа и синтеза модульных информационно-управляющих систем. -М.: ФИЗМАТ ЛИТ, 2002. 800с.

48. Кузнецов С.В., Половинкин В.М. Комплексная система обеспечения безопасности и автоматизированного управления движением поездов метрополитена // Современные технологии автоматизации, 2000, №4. -С. 40-47.

49. Курганов В. М. Ситуационное управление автомобильными перевозками. М.: МАДИ, 2003.

50. Лисенков В.М. Безопасность технических средств в системах управления движением поездов. -М.: Транспорт, 1992. 192с.

51. Лисица К.В. Эффективность и особенности применения Ситуационного центра в ОАО "РЖД" // Материалы научно-практической конференции «Информационно-аналитические средства поддержки принятия решений и ситуационные центры». М.: Изд-во РАГС, 2006. - С. 34-36.

52. Максимов В.М. Оптимальное распределение времен хода поезда по перегонам // Труды МИИТ. Вып. 498. М.: МИИТ, 1975. С. 48-57.

53. Математическая теория оптимальных процессов / JI.C. Понтрягин, В.Г. Болтянский, Р.В. Гамкрелидзе, Е.Ф. Мищенко. -М.: Наука, 1969. 384 с.

54. Метрополитены / Ю.С.Фролов, Д.М.Голицынский, А.П.Ледяев; Под ред. Ю.С. Фролова. М., 2001. - 526 с.

55. Мизгирев С.Н. Совершенствование перевозочного процесса. Внедрение новой техники и прогрессивных технологий // Метро и тоннели, 2002, №1.- С. 50-52.

56. Микропроцессорные системы автоведения электроподвижного состава / Л.А. Баранов, Я.М. Головичер, Е.В. Ерофеев, В.М. Максимов; Под ред. Л.А. Баранова. -М.: Транспорт, 1990. -272с.

57. Милютин А.А., Илютович А.Е., Осмоловский Н.П., Чуканов С.В. Оптимальное управление в линейных системах. М.: Наука, 1993.-268с.

58. Мини-метро расширяет сферу городского транспорта // Railway Gazette International, Великобритания, 1990, №3. P. 207-210.

59. Организация движения поездов и работа станций метрополитена / А.С. Бакулин, В.А. Пронин, Е.А. Федоров и др. -М: Транспорт, 1981. 229с.

60. Петров Ю.П. Оптимальное управление движением транспортных средств. Л. .'Энергия, 1969. - 96с.

61. Подготовка метрополитена Берлина к работе без машинистов // ВИНИТИ. Городской транспорт. 1994, №12, реф.129. С. 18.

62. Поспелов Д.А. Ситуационное управление. Теория и практика. -М.: Наука, 1986.-216с.

63. Проект европейской системы автоматического управления движением поездов // ВИНИТИ. Железнодорожный транспорт за рубежом, 1995. №1. С. 14-24.

64. Пузанов П. Метрополитен Глазго // Метро, 1992, №1. С. 56-59.

65. Резер С.М. Управление транспортом за рубежом. М.: Наука, 1994.-315с.

66. Семенов Ю.С. Имена. Предикты. Предложения. -М.: Наука, 1981. -360с.

67. Сидоренко В.Г. Автоматизация построения планового графика движения поездов метрополитена // Автоматизация и современные технологии, 2003, №2.-С. 6-10.

68. Сидоренко В.Г. Единое информационное пространство средств автоматизации управления движением поездов по линии метрополитена // Материалы четвертого научно-практического семинара «Новые информационные технологии». -М.: МГИЭМ, 2001. С. 57-66.

69. Сидоренко В.Г., Воробьева Л.Н., Ершов А.В. Методика учета временных ограничений скорости в- графике движения поездов метрополитена // Соискатель, 2005, №2. С. 86-92.

70. С и Доренко В.Г., Ершов А.В. Новые формы информационного обмена пассажир центр на Московском метрополитене // Материалы международной научной конференции «Проблемы регионального и муниципального управления» - М.: РГГУ, 2006. - С. 217-219.

71. Системы автоматического и телемеханического управления электроподвижным составом / J1.A. Баранов, Е.В. Ерофеев, В.И. Астрахан и др.; Под ред. JI.A. Баранова. М.: Транспорт, 1984. - 311с.

72. Соколов В.Б., Сорокин К.Г. Имитационная модель пассажиропотоков метрополитена // Сборник тезисов 58-й научно-технической конференции с участием студентов, молодых специалистов и ученых. СПб.: ПГУПС, 1998.

73. Тихомиров М.М. Информационно-технологическое обеспечение деятельности ситуационного центра при решении управленческих задач: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук.-М., 2000.-35 с.

74. Тишкин Е.М., Державец Г.И. Автоматизированная разработка графика движения поездов // Железнодорожный транспорт, 1985, №6.-С. 41-43.

75. Тишкин Е.М., Феофилов А.Н. Автоматизированный расчет графиков движения поездов метрополитена // Вестник ВНИИЖТ, 1989, № 2. -С. 8-9.

76. Феофилов А.Н., Дубов Ю.А., Дроздова М.П. Расчет корреспонденций пассажиропотоков на метрополитене // Первая Всесоюзная конференция «Проблемы функционирования и развития производственной инфраструктуры». Москва-Юрмала, 1986. - С. 38-39.

77. Фил и п по вич А.Ю. Интеграция систем ситуационного, имитационного и экспертного моделирования. М.: ООО Эликс+, 2003. - 300 с.

78. Фридман А.Я., Олейник А.Г., Матвеев П.И. Ситуационные СППР муниципального управления // МГИС'99. Апатиты: КНЦ РАН, 1999.

79. Чекинов Г.П., Чекинов С.Г. Ситуационное управление: состояние и перспективы // Приложение к журналу «Информационные технологии», 2004, №2.

80. Шалабаев Б.Т. Алгоритм централизованного поста управления системы автоведения поездов метрополитена // Межвузовский тематический сборник научных трудов. Омск: ОмскНИЖТ, 1992. - С. 87-91.

81. Шеннон Р. Имитационное моделирование искусство и наука. -М.: Мир, 1978.-418с.

82. Matsukawa Kenichi. Development of automatic gate machine capable of processing multiple tickets for the Shinkansen // Japanese Railway Engineering 1998, №140. -P. 10-12.

83. Takai Toshiyuki. Development of contactless smart card AFC (Automatic Fare-Collecting) System in East Japan Railway Company // Japanese Railway Engineering, 1998, №140. P. 7-8.