Нечіткі моделі управління експлуатацією технічних систем для забезпечення стійкості залізничних перевезень
Loading...
Files
Date
2015
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпропетровськ
Abstract
UKR: Мета. Вирішення завдань із забезпечення ефективності, надійності та безпеки процесів експлуатації технічних систем (ТС), спрямованих на підвищення стійкості залізничних перевезень, потребує урахування комплексу умов невизначеності. У статті розроблені або удосконалені нечіткі моделі і методи управління процесами експлуатації парків ТС, зокрема електричних двигунів (ЕД) стрілочних переводів, призначені для підвищення рівня пропускної спроможності залізничної мережі. Удосконалено методи планування черговості діагностування та ремонтів ЕД. Моделі призначені для систем автоматизованого управління експлуатацією парків ТС. Вони повинні враховувати різну форму інформації про технічний стан засобів транспортної системи (статистична, нечітка), забезпечувати можливості адаптації параметрів процедур планування, бути придатними для застосування інтелектуальних методів управління парками ТС. Методика. Розробки проведені на основі даних моніторингу та діагностування ЕД стрілочних переводів, які знаходилися в умовах робочих навантажень. Управління експлуатацією ЕД виконується на основі індивідуальних інтелектуальних моделей. Показники стійкості функціонування залізничних ділянок ураховують відхилення від нормативного графіка руху поїздів. Черговості обслуговування і ремонтів ТС визначається на основі нечіткої двохетапної моделі планування. Для аналізу та прогнозування параметрів затримки поїздів на ділянках застосовано методи нечіткого управління. Результати. Удосконалені нечіткі моделі і методи автоматизації управління експлуатацією парків технічних систем, призначені для забезпечення стійкості залізничних перевезень. Наукова новизна. Отримали розвиток методи автоматизованого управління експлуатацією залізничних технічних систем шляхом застосування нечітких двохетапних моделей планування черговості обслуговування. Для аналізу і прогнозування часу затримок поїздів на ділянках розроблено модель нечіткого управління. Виконано порівняльний аналіз стохастичних і нечітких двохетапних методів управління. Практична значимість. Результати розробки і досліджень забезпечують можливість автоматизації процесів експлуатації парків технічних систем з урахуванням нечітких параметрів систем управління. Вони дозволяють застосовувати нечітку інформацію для підвищення ефективності процесів планування обслуговування, а також стійкості залізничних перевезень.
RUS: Цель. Решение задач по обеспечению эффективности, надежности и безопасности процессов эксплуатации технических систем (ТС), направленных на повышение устойчивости железнодорожных перевозок, требует учета комплекса условиях неопределенности. В статье разработаны или усовершенствованы нечеткие модели и методы управления процессами эксплуатации парков ТС, в частности электродвигателей (ЭД) стрелочных переводов, в отношении повышения уровня пропускной способности железнодорожной сети. Усовершенствованы методы планирования очередности диагностики и ремонтов ЭД, с учетом влияния на устойчивость параметров пропускной способности и эффективности перевозок. Модели предназначены для систем автоматизированного управления эксплуатацией парков ТС. Они должны учитывать различные виды неопределенности параметров состояния систем (статистическая, нечеткая), быть пригодными для применения интеллектуальных методов управления парками ТС. Методика. Разработки проведены на основе данных мониторинга и диагностирования ЭД стрелочных переводов, которые находились в условиях рабочих нагрузок. Управление эксплуатацией ЭД выполняется на основе индивидуальных интеллектуальных моделей. Расчет характеристик устойчивости функционирования железнодорожных участков основан на значениях отклонений от нормативного графика движения поездов. Очередности обслуживания и ремонтов ТС определяется на основе нечеткой двухэтапной модели планирования. Для анализа и прогнозирования параметров задержки поездов на участках применены методы нечеткого управления. Результаты. Усовершенствованы нечеткие модели и методы автоматизации управления эксплуатацией парков технических систем, предназначенные для обеспечения устойчивости железнодорожных перевозок. Научная новизна. Получили развитие методы автоматизированного управления эксплуатацией железнодорожных технических систем путем применения нечетких двухэтапных моделей планирования очередности обслуживания. Выполнен сравнительный анализ стохастических и нечетких двухэтапных методов управления. Практическая значимость. Результаты разработки и исследований обеспечивают возможность автоматизации процессов эксплуатации парков технических систем с учетом нечеткой определенности параметров систем управления. Они позволяют применять нечеткую информацию для повышения эффективности процессов планирования обслуживания, а также для обеспечения устойчивости железнодорожных перевозок.
ENG: Purpose. To solve the problems of efficiency, reliability, and safety of the operation of processes technical systems (TS), aimed at improving the sustainability of rail transportation, required to take into account the complex conditions of uncertainty. In the article is developed or improved fuzzy models and methods of process control op-eration of parks the TS, in particular the electric motors (ED of turnouts, in respect of improving the current capacity of the railway network. In article the methods of planning the priorities for the diagnosis and repair of ED have been improved. Models are designed to automate the operation of parks the TS. The models must take into account the different types of uncertainty (statistical, fuzzy) and they will be suitable for application of intelligent management of parks TC. Methods. Developments have been carried out on the basis of the monitoring and diagnosis of ED turnouts that were under workloads. Management of operation DE is executed on the basis of individual intelligent models. In the calculation of the sustainability of the railway sections used the values of deviations from the train schedule. The regular maintenance and repair of the TS is determined on the basis of fuzzy two-stage model of planning. For predict the values of the parameters is used the method of fuzzy control. Results. Improved fuzzy models and methods are designed to automate the operation of the parks the TS in order to increase the stability of railway transportations. Scientific novelty. The method of the automated control for operation of the railway TS with use fuzzy two stage model have been developed. For the analysis and prediction the time of delays trains on railway sections the fuzzy control model has been developed. The practical significance. The results enable auto-mation the operation of the park TS, taking into account the fuzzy parameters of control systems. They provide the ability to use fuzzy information to improve the effectiveness of planning services, as well as to ensure the sustaina-bility of rail transportations.
RUS: Цель. Решение задач по обеспечению эффективности, надежности и безопасности процессов эксплуатации технических систем (ТС), направленных на повышение устойчивости железнодорожных перевозок, требует учета комплекса условиях неопределенности. В статье разработаны или усовершенствованы нечеткие модели и методы управления процессами эксплуатации парков ТС, в частности электродвигателей (ЭД) стрелочных переводов, в отношении повышения уровня пропускной способности железнодорожной сети. Усовершенствованы методы планирования очередности диагностики и ремонтов ЭД, с учетом влияния на устойчивость параметров пропускной способности и эффективности перевозок. Модели предназначены для систем автоматизированного управления эксплуатацией парков ТС. Они должны учитывать различные виды неопределенности параметров состояния систем (статистическая, нечеткая), быть пригодными для применения интеллектуальных методов управления парками ТС. Методика. Разработки проведены на основе данных мониторинга и диагностирования ЭД стрелочных переводов, которые находились в условиях рабочих нагрузок. Управление эксплуатацией ЭД выполняется на основе индивидуальных интеллектуальных моделей. Расчет характеристик устойчивости функционирования железнодорожных участков основан на значениях отклонений от нормативного графика движения поездов. Очередности обслуживания и ремонтов ТС определяется на основе нечеткой двухэтапной модели планирования. Для анализа и прогнозирования параметров задержки поездов на участках применены методы нечеткого управления. Результаты. Усовершенствованы нечеткие модели и методы автоматизации управления эксплуатацией парков технических систем, предназначенные для обеспечения устойчивости железнодорожных перевозок. Научная новизна. Получили развитие методы автоматизированного управления эксплуатацией железнодорожных технических систем путем применения нечетких двухэтапных моделей планирования очередности обслуживания. Выполнен сравнительный анализ стохастических и нечетких двухэтапных методов управления. Практическая значимость. Результаты разработки и исследований обеспечивают возможность автоматизации процессов эксплуатации парков технических систем с учетом нечеткой определенности параметров систем управления. Они позволяют применять нечеткую информацию для повышения эффективности процессов планирования обслуживания, а также для обеспечения устойчивости железнодорожных перевозок.
ENG: Purpose. To solve the problems of efficiency, reliability, and safety of the operation of processes technical systems (TS), aimed at improving the sustainability of rail transportation, required to take into account the complex conditions of uncertainty. In the article is developed or improved fuzzy models and methods of process control op-eration of parks the TS, in particular the electric motors (ED of turnouts, in respect of improving the current capacity of the railway network. In article the methods of planning the priorities for the diagnosis and repair of ED have been improved. Models are designed to automate the operation of parks the TS. The models must take into account the different types of uncertainty (statistical, fuzzy) and they will be suitable for application of intelligent management of parks TC. Methods. Developments have been carried out on the basis of the monitoring and diagnosis of ED turnouts that were under workloads. Management of operation DE is executed on the basis of individual intelligent models. In the calculation of the sustainability of the railway sections used the values of deviations from the train schedule. The regular maintenance and repair of the TS is determined on the basis of fuzzy two-stage model of planning. For predict the values of the parameters is used the method of fuzzy control. Results. Improved fuzzy models and methods are designed to automate the operation of the parks the TS in order to increase the stability of railway transportations. Scientific novelty. The method of the automated control for operation of the railway TS with use fuzzy two stage model have been developed. For the analysis and prediction the time of delays trains on railway sections the fuzzy control model has been developed. The practical significance. The results enable auto-mation the operation of the park TS, taking into account the fuzzy parameters of control systems. They provide the ability to use fuzzy information to improve the effectiveness of planning services, as well as to ensure the sustaina-bility of rail transportations.
Description
В. Скалозуб: ORCID 0000-0002-1941-4751; О. Іванов: ORCID 0000-0003-1259-6377; О. Швець: ORCID 0000-0002-7175-2256
Keywords
процеси експлуатації, парки технічних систем, залізничні перевезення, пропускна спроможність, стійкість перевезень, затримка поїзда, електричні двигуни стрілочних переводів, нечітке управління, двохетапні моделі планування, черговість обслуговування, процессы эксплуатации, парки технических систем, железнодорожные перевозки, пропускная способность, устойчивость перевозок, задержка поезда, электрические двигатели стрелочных переводов, нечеткое управление, двухэтапные модели планирования, очередность обслуживания, operational processes, the engines, rail transport, sustainable transport, delayed trains, electric motors, turnouts, fuzzy control, two-stage planning model, sequence of diagnosis and repair, КІТ
Citation
Скалозуб, В. В. Нечіткі моделі управління експлуатацією технічних систем для забезпечення стійкості залізничних перевезень / В. В. Скалозуб, О. П. Иванов, О. М. Швець // Транспортні системи та технології перевезень : зб. наук. пр. Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. Лазаряна. – Дніпропетровськ, 2015. – Вип. 9. – С. 65–71. – DOI: 10.15802/tstt2015/49356.