Диссертация (Совершенствование методов автоматизированного планирования движения поездов в условиях развивающихся метрополитенов)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования«Российский университет транспорта (МИИТ)»РУТ(МИИТ)На правах рукописиЧЖО МИН АУНГСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГОПЛАНИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ В УСЛОВИЯХРАЗВИВАЮЩИХСЯ МЕТРОПОЛИТЕНОВСпециальность 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическимипроцессами и производствами (транспорт)Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наукНаучный руководительдоктор технических наук, профессорСидоренко Валентина ГеннадьевнаМосква – 20182ОГЛАВЛЕНИЕВведение ..........................................................................................................................

41 Анализ современных подходов к планированию движения транспортныхсредств. .......................................................................................................................... 111.1 Перспективы развития транспортной инфраструктуры г. Янгона(Республика Мьянма) ...............................................................................................

111.2 Опыт автоматизации планирования движения поездов ............................... 131.3 Опыт использования графовых моделей для решения задач автоматизацииуправления транспортными системами .................................................................. 191.4 Опыт использования генетических алгоритмов для решения задачавтоматизации управления транспортными системами ....................................... 211.5 Постановка задачи научного исследования ...................................................

24Основные выводы и результаты по главе .................................................................. 272. Методика автоматизированного планирования движения поездов в условияхразвивающихся метрополитенов ................................................................................ 282.1 Модели процессов, связанных с построением ПГД......................................

282.2 Выбор методологии автоматизации планирования движения поездов вусловиях развивающихся метрополитенов. Выбор методологии построенияАСП ПГД ППМ ......................................................................................................... 392.2.1 Выбор схемы, применяемой для создания АСП ПГД ППМ .....................

392.2.2 Создание Представления АСП ПГД ППМ .................................................. 42Основные выводы и результаты по главе .................................................................. 483. Определение порядка заполнения и освобождения указателей ночнойрасстановки составов на линии ...................................................................................

493.1 Постановка задачи ............................................................................................ 493.2 Подготовка исходных данных ......................................................................... 523.3 Удаление из графа вершин, соответствующих стрелочным переводам ..... 603.4 Уплотнение графа и построение дерева .........................................................

623.4.1 Общие положения .......................................................................................... 623.4.2 Построение дерева ......................................................................................... 673.4.3 Уплотнение графа .......................................................................................... 763.4.4 Алгоритм разворачивания «уплотненного» графа в дерево ...................... 8133.4.5 Сравнение результатов уплотнения графа и построения дерева .............. 833.4.6 Использование матрицы смежности графа для уплотнения графа .......... 85Основные выводы и результаты по главе .................................................................. 904.

построение прототипа ГО........................................................................................ 914.1 Постановка задачи ............................................................................................ 914.2 Построение прототипа ГО с использованием генетического алгоритма ... 994.2.1 Общая схема генетического алгоритма ....................................................... 994.2.2 Определение размера первичной популяции ............................................

1044.2.3 Кроссинговер ................................................................................................ 1064.2.4 Мутация ......................................................................................................... 1134.2.5 Условия окончания работы генетического алгоритма ............................. 1164.3 Результаты построения прототипа ГО ......................................................... 116Основные выводы и результаты по главе ................................................................

127Заключение.................................................................................................................. 128Список литературы..................................................................................................... 130Приложение А............................................................................................................. 1504ВВЕДЕНИЕАктуальность темы.

До 2006 года столицей республики Союз Мьянма былЯнгон – самый густонаселенный город страны. Метро лучше других видовтранспортаобеспечиваеткачествопассажирскихперевозокврамкахсуществующего города и в дальней перспективе.В настоящее время Москва переживает значительный рывок в развитииметрополитена, который осуществляет перевозку 6,498 млн. пассажиров в день.За последние два года в Москве сдана в эксплуатацию 21 новая станцияметрополитена, проложено 50,1 км подземных магистралей, что составляет10,57 % от числа станций и 15,22 % от протяженности подземных линий наначало 2016 года с начала эксплуатации метрополитена в 1935 г.В связи с этим актуальной является задача автоматизация планированияперевозочного процесса в условиях развивающихся метрополитенов дружескихстран – России и Республики Мьянма.

Одним из аспектов решения задачиавтоматизацииявляетсявыборметодики построенияматематического ипрограммного обеспечения средств автоматизации с учетом изменяющихся вовремени требований пользователей и расширяющегося множества объектовавтоматизации. Это определяет актуальность проводимых исследований.Степень разработанности темы исследованияВ мире накоплен значительный опыт автоматизации планирования иуправления движением поездов метрополитена. В работах зарубежных авторовпроводится общий анализ практических результатов применения разнообразногоматематического аппарата к решению таких задач.

Примером может служитьработа Тернер С., Старр А., Тивари А., Блэктоп К. Большой вклад вавтоматизацию работы метрополитенов внесли ученые России. Авторами работ,связанных с алгоритмами централизованного управления движением поездовметрополитена,являютсяБалакина Е.П.,Баранов Л.А.,Бестемьянов П.Ф.,5Воробьев П.Ю.,Ерофеев Е.В.,Ершов А.В.,Козлов В.П.,Логинова Л.Н.,Сеславин А.И., Сидоренко В.Г.

и др. Работы Балакиной Е.П., Баранова Л.А.,Годяева А.И., Ерофеева Е.В., Максимова В.М., Моисеева А.А., Мелешина И.С. идр. посвящены разработке и исследованию алгоритмов поездных устройствавтоведения поездов метрополитена. Вопросами планирования движения поездовметрополитена занимались в первую очередь Баранов Л.А., Василенко М.Н.,Дегтярев Д.П., Жербина А.И., Новикова М.В., Сафронов А.И., Сидоренко В.Г.,Тишкин Е.М., Феофилов А.Н.

и др. Как правило, эти работы затрагивают исмежные области знания, а именно взаимодействие систем управления иобеспечения безопасности движения, моделирование функционирования системметрополитена; создание автоматизированных средств обучения персонала,связанного с управления движением поездов метрополитена.Объектом исследования в данной работе является автоматизация иуправлениетехнологическимипроцессамивусловияхразвивающихсяметрополитенов.Вкачествепредметаисследованиярассматриваютсяалгоритмысовершенствованиеметодикипланирования движения поездов метрополитена.Цельюдиссертацииявляетсяавтоматизированного планирования движения поездов в условиях развивающихсяметрополитенов при учёте возможности расширения множеств объектов линииметрополитена.Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:1.