ФОРМУВАННЯ ПРОЦЕДУРИ АВТОМАТИЗАЦІЇ РОЗРОБКИ ГРАФІКУ РУХУ ПОЇЗДІВ НА ОСНОВІ АЛГОРИТМУ ШТУЧНИХ БДЖОЛИНИХ КОЛОНІЙ

Т. В. БУТЬКО, Г. О. ПРОХОРЧЕНКО

Анотація


Мета. Робота присвячена питанню автоматизації нормативного графіку руху поїздів на основі застосування сучасних методів оптимізації. В умовах реформування залізничного транспорту та утворення нових підприємств різних форм власності необхідним є перегляд існуючих підходів до складання графіку руху поїздів (ГРП), що є одним із основних документів щодо ефективності використання пропускної спроможності залізничної інфраструктури. Графік руху поїздів стає не тільки основним технологічним документом для внутрішнього користування, але і визначальною частиною договору між перевізниками та власниками інфраструктури і вирішення задачі автоматизації розробки ГРП є одним з найважливіших завдань планування і управління роботою залізничного транспорту. Методика. З метою вирішення поставленого завдання в роботі було сформовано математичну модель складання графіка руху поїздів, яка орієнтована на отримання мінімуму сумарних витрат на вартість  непродуктивних простоїв всіх поїздів на дільниці, витрат на зупинки поїздів і вартості штрафу за невиконання директивних строків прямування поїздів через дільницю відповідно до заявок операторів. Одночасне прокладання великої кількості поїздів зводиться до комбінаторної задачі, що відноситься до класу NP-складних. Результати. Для рішення запропонованої математичної моделі в роботі запропоновано застосувати один з методів мультиагентної оптимізації - алгоритм штучних бджолиних колоній (англ., Artificial Вее colony Algorithm, АBC) , який базується на моделюванні поведінки бджіл у природному середовищі. Експериментальні розрахунки показали ефективність застосування алгоритму АВС для автоматизації ГРП. Наукова новизна. Вперше алгоритм штучних бджолиних колоній було адаптовано до рішення задачі автоматизованої побудови графіку руху вантажних поїздів на одноколійній дільниці. Практична значимість. Застосування алгоритму АВС при складанні та корегуванні нормативного графіку руху поїздів дозволить розробити нові системи підтримки прийняття рішень інженерних працівників  на основі WEB‑технологій,підвищити точність складання ГРП та його ефективність, а також надасть можливість корегування в оперативному порядку при безумовному задоволенні потреб в перевезенні вантажів та пасажирів.


Ключові слова


графік руху поїздів; мультиагентна оптимізація; пропускна спроможність

Повний текст:

PDF

Посилання


Державна цільова програма реформування залізничного транспорту [Текст] : затв. : Постанова Каб. Мін. України від 16.12.2009 р. № 1390. – Київ. 2009. – 21 с.

Нестеренко, Г. І. Автоматизована розробка і побудова графіків руху поїздів [Текст] / Г. І. Нестеренко, О. М. Пасічний // Транспортні системи та технології перевезень : Зб. наук. праць Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна – Дніпропетровськ: ДНУЗТ, 2012. – Вип. 3. – С. 88-94.

Мазуренко, О. О. Імітаційна модель роботи залізничного напрямку для дослідження варіантів організації вантажних вагонопотоків в оперативних умовахі [Текст] / О. О. Мазуренко, А. В. Кудряшов // Транспортні системи та технології перевезень : Зб. наук. праць Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна – Дніпропетровськ: ДНУЗТ, 2012. – Вип. 3. – С. 50-55.

Каретников, А. Д. График движения поездов [Текст] / А. Д. Каретников, Н. А. Воробьев. – Москва: Транспорт, 1979. – 301 с.

Самарина, Н. А. Составление двухпутного графика движения поездов на ЭВМ [Текст] / Н. А. Самарина. – Москва: Транспорт, 1973. – 123 с.

Самарина, Н. А. Применение ЭВМ для разработки графиков движения поездов на направлениях, примыкающих к узлу [Текст] / Н. А. Самарина // Сб. науч. трудов всесоюзного науч.-исслед. ин-та ж.д. трансп. – Москва:Транспорт, 1974. – Вып. 517. – 136 с.

Каретников, А. Д. Совершенствование графика движения поездов и улучшения использования пропускной способности железнодорожных линий [Текст] / А. Д. Каретников, Н. А. Воробьев // Тр. ЦНИИ МПС. – Москва: Трансжелдориздат, 1960. –Вып. 203. – 222 с.

Caprara, A. Modeling and Solving the Train Timetabling Problem [Text] / Alberto Caprara, Matteo Fischetti, Paolo Toth // Operations Research. – 2002. – Vol. 50(5). – Р. 851-861.

Carey, M. A model, algorithms and strategy for train pathing [Text] / M. Carey, D. Lockwood // The Journal of the Operational Research Society. – 1995. – Vol. 46(8). – P. 988-1005.

Dinh Nguyen PHAM Complex Job Shop Scheduling: Formulations, Algorithms and a Healthcare Application / Dinh Nguyen PHAM [Text] // Thesis presented to the Faculty of Economics and So cial Sciences at the University of Frib o urg (Switzerland). – 2008. – 162 p.

Гери, М. Р. Вычислительные машины и труднорешаемые задачи [Текст] // М. Р. Гери, Д. С. Джонсон. – Москва: Мир, 1982. – 416 с.

Karaboga, D. A Powerful and Efficient Algorithm for Numericial Function Optimization: Artifacial Bee Colony(ABC) [Текст] – D.Karaboga,B.Basturk // Journal of Global Optimization, 2007. – Vol. 39. – P. 459-471.

Бутько, Т. В. Наукові підходи до формалізації процесу автоматизованого складання графіка руху вантажних поїздів [Текст] / Т. В. Бутько, Г. О. Прохорченко // Зб. наук. праць Укр. держ. акад. за-лізн. тр-ту. – Харків: УкрДАЗТ, 2012. – Вип. 131. – С. 31-37.




DOI: https://doi.org/10.15802/tstt2015/49348

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.