Система для определения размеров движения поездов всех категорий по транспортному коридору Российский патент 2023 года по МПК B61L27/12 B61L27/60 

Изобретение относится к системам оптимального продвижения транспортных средств при различной конфигурации поездопотока на участке железнодорожного пути и может быть использовано для проектирования и эксплуатации систем диспетчерского управления, в частности, при смешанном высокоскоростном и грузовом движении.

Известно техническое решение имитационного моделирования поездопотока по участку железной дороги, при котором задают постоянные данные для моделирования, включающие в себя данные об участке и график движения поездов, оперативные данные, включающие в себя характеристики входных потоков поездов, характеристики каждого поезда и условия пропуска, и вспомогательные данные, задают шаг моделирования, после инициализации данных начинают моделирование, по истечении времени которого сохраняют результаты с возможностью просмотра и записи на носитель информации, данные об участке представляют в виде множества элементарных массивов данных, каждый из которых соответствует блок-участку и содержит необходимые данные о длине этого участка, о наличии и величине уклонов и кривых пути, а также другую необходимую информацию, для моделирования станционных путей вводят логические связи между соответствующими элементарными массивами данных, устанавливают соответствие между последовательностью элементарных массивов данных блок-участков и данными о графиковых скоростях в зависимости от ниток графика, вводят данные об ограничениях скорости по состоянию пути и скорости, предписываемой показаниями светофоров, в соответствии с регламентом соответствующих Правил технической эксплуатации железных дорог, для каждого поезда задают одно из трех значений переменной положения, соответственно обозначающих "поезд перед входом на участок", "поезд находится на перегоне" и "поезд находится на участковой станции", которые оценивают с возможностью изменения на каждом шаге моделирования, имитируя отправление "по расписанию" новых поездов на участок в четном и нечетном направлениях, а также продвижение уже находящихся на участке поездов со скоростью, предусмотренной соответствующей ниткой графика, при этом меняют состояние элементарных массивов данных, обозначающее занятость и свободность блок-участка, соответствующее запрещающему и разрешающему показаниям светофора, с возможностью изменения состояния элементарных массивов данных, отражающего состояние блок-участков, находящихся между занятым и свободным блок-участком, что соответствует показаниям светофоров, задающим ограничения скорости движения поездов (RU2207279, B61L 27/00, 27.06.03).

Данное техническое решение, реализующее имитационное моделирование поездопотока по участку железной дороги, использует аппаратно-программные средства для выработки решений по управлению движением поездов на железнодорожном участке, минимизирующее эксплуатационные расходы, связанные с пропуском поездопотоков с заданными условиями движения. Оно позволяет оценить эксплуатационные показатели движения поездов в соответствии с графиком движения поездов, минимизировать эксплуатационные показатели и затраты и выработать управляющие решения при пропуске поездопотока.

Однако в известном техническом решении не анализируются возможные варианты по показателям размеров движения поездов различных категорий участков пути в зависимости от типов применяемых графиков движения и логистическая достаточность пассажирских и грузовых терминалов и инфраструктуры для текущего технического обслуживания в процессе продвижения по маршруту, что не дает возможности оперировать при проектировании инфраструктуры и при управлении движением статистически экономически обоснованными величинами по возможости пропуска поездов различных категорий на железнодорожном участке.

В качестве прототипа принята система для определения размеров движения поездов различных категорий участка железной дороги, содержащая сервер с блоком памяти, соединенный каналом связи с автоматизированным рабочим местом работника службы движения, включающим процессор работника службы движения с блоком памяти, монитором и блоком ввода информации, блоками задания условий движения поездов, ввода параметров нормативного графика движения поездов, вычисления параметров инфраструктуры, в автоматизированное рабочее место работника службы движения введены блоки вычисления фактических и перспективных размеров движения поездов всех категорий, сравнения вычислений между собой и с установленным значением, при этом первый вход блока вычисления фактических размеров движения поездов всех категорий соединен с выходом блока задания условий движения поездов, второй вход соединен с выходом блока вычисления параметров инфраструктуры, выход блока вычисления фактических размеров движения поездов всех категорий соединен с входом блока сравнения вычислений, первый вход блока вычисления перспективных размеров движения поездов всех категорий соединен с выходом блока вычисления параметров инфраструктуры, второй вход соединен с выходом блока ввода параметров нормативного графика движения поездов, выход блока вычисления перспективных размеров движения поездов всех категорий соединен с входом блока сравнения вычислений, выход которого связан с входом блока сравнения с установленным значением, первый выход которого соединен с процессором работника службы движения, а второй вход соединен каналом связи с сервером (RU 86926, B61L 27/00, 20.09.09).

Известная система не обеспечивает высокую эффективность управления перевозочным процессом, так как не дает возможности оперировать при проектировании инфраструктуры и при управлении движением статистически экономически обоснованными данными о размерах движения поездов различных категорий.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности определения возможностей участка железнодорожного пути по перевозке грузов и пассажиров в поездах различных категорий для принятия управляющих решений при проектировании и эксплуатации транспортного коридора.

Технический результат достигается тем, что в систему для определения интенсивности движения по транспортному коридору, содержащую сервер с блоком памяти, соединенный каналом связи с центральным процессором автоматизированного рабочего места оператора, к которому подключены модуль памяти, монитор, блок ввода информации и шина данных, соединенная с блоком задания условий движения поездов, блоком задания параметров инфраструктуры и блоком анализа выполнения перевозочного процесса, согласно изобретению введены и подключены к шине данных второй модуль памяти с базой данных об уровне влияния каждого параметра, третий модуль памяти со статистическими данными об отклонениях от нормативных графиков движения, блок идентификации рисков образования заторов для движения, модуль расчета показателей рисков, модуль имитационного моделирования образования заторов для движения, модуль имитационного моделирования разбора заторов для движения, четвертый модуль памяти с информационной базой инфраструктурных решений по снижению рисков образования заторов и по ускорению их разбора для движения, пятый модуль памяти с информационной базой алгоритмов перемещения поездов при устранении заторов, модуль вычисления инвестиционных и эксплуатационных расходов и доходов от перевозок, модуль имитационного моделирования образования логистических заторов, модуль имитационного моделирования разбора логистических заторов, шестой модуль памяти с информационной базой инфраструктурных решений по снижению рисков образования логистических заторов и по ускорению их разбора.

На чертеже приведена функциональная схема системы для определения размеров движения поездов различных категорий по транспортному коридору.

Система для определения размеров движения поездов различных категорий по транспортному коридору содержит сервер 1 с блоком 2 памяти, соединенный каналом связи с центральным процессором 3 автоматизированного рабочего места оператора, к которому подключены модуль 4 памяти, монитор 5, блок 6 ввода информации и шина 7 данных, соединенная с блоком 8 задания условий движения поездов, блоком 9 задания параметров инфраструктуры и блоком 10 анализа выполнения перевозочного процесса, к шине 7 данных подключены второй модуль 11 памяти с базой данных об уровне влияния каждого параметра, третий модуль 12 памяти со статистическими данными об отклонениях от нормативных графиков движения, блок 13 идентификации рисков образования заторов для движения, модуль 14 расчета показателей рисков, модуль 15 имитационного моделирования образования заторов для движения, модуль 16 имитационного моделирования разбора заторов для движения, четвертый модуль 17 памяти с информационной базой инфраструктурных решений по снижению рисков образования заторов и по ускорению их разбора для движения, пятый модуль 18 памяти с информационной базой алгоритмов перемещения поездов при устранении заторов, модуль 19 вычисления инвестиционных и эксплуатационных расходов и доходов от перевозок, модуль 20 имитационного моделирования образования логистических заторов, модуль 21 имитационного моделирования разбора логистических заторов и шестой модуль 22 памяти с информационной базой инфраструктурных решений по снижению рисков образования логистических заторов и по ускорению их разбора.

Система для определения размеров движения поездов различных категорий по транспортному коридору функционирует следующим образом.

В центральный процессор 3 компьютера автоматизированного рабочего места оператора от блока 9 задания параметров инфраструктуры, блока 8 задания условий движения поездов и блока 10 анализа выполнения перевозочного процесса поступают первичные данные об исходных значениях провозной и пропускной способностей и инфраструктуре транспортного коридора, а также данные о нормативных графиках движения поездов.

Через системную шину данных 7 центральный процессор 3 компьютера автоматизированного рабочего места оператора обменивается производными данными от этих исходных данных с остальными блоками и модулями системы для обеспечения выполнения возложенных на них функций.

Используя информацию из модуля 11 памяти, в котором содержится база данных об уровне влияния каждого параметра, и из модуля 12 памяти, в котором содержатся статистические данных об отклонениях от нормативных графиков движения, блок 14 расчета показателей рисков совместно с блоком 13 идентификации рисков образования заторов для движения рассчитывают величины рисков потерь и разделяют риски на приемлемые при соответствующих условиях и не приемлемые всегда. Риски не приемлемые всегда (например, аварии с гибелью людей) являются идентификаторами не приемлемых решений по проектированию и управлению движением и логистикой.

Величина риска рассчитывается как произведение величины события на возможность его наступления: R=А×p,

где А – для приемлемых рисков экономические эквиваленты материальных потерь от события, p - вероятность наступления события.

Оценка приемлимости риска исходит из устанавливаемого экономического эквивалента угрозы и соответствует затратам, которые при данных условиях можно допустить, чтобы предотвратить или уменьшить угрозу. Вероятностные величины для расчета рисков определяются на основе сбора статистики реальных событий и на основе статистического имитационного моделирования изучаемых процессов.

Вероятности выполнения элементарных технологических операций, составляющих имитируемые технологические процессы, модули 15 имитационного моделирования образования заторов для движения, 16 имитационного моделирования разбора заторов для движения, 20 имитационного моделирования образования логистических заторов, 21 имитационного моделирования разбора логистических заторов, рассчитывают на основе данных, поступающих по каналу связи из сервера 1. В качестве информационного сервера 1 могут быть использованы серверы, располагающие требуемой информацией. Например, необходимую информацию можно получить из серверов таких систем как комплексная автоматизированная система учета, контроля устранения отказов технических средств и анализа их надежности, единой корпоративной автоматизированной системы управления инфраструктурой, автоматизированной системы ведения и анализа графика исполненного движения, единой корпоративной автоматизированной системы управления финансами и ресурсами и системы диагностики объектов инфраструктуры, а также из других автономных информационных систем накапливающих необходимые статистические данные.

Четвертый модуль 17 памяти с информационной базой инфраструктурных решений по снижению рисков образования заторов и по ускорению их разбора для движения, пятый модуль 18 памяти с информационной базой алгоритмов перемещения поездов при устранении заторов и шестой модуль 22 памяти с информационной базой инфраструктурных решений по снижению рисков образования логистических заторов и по ускорению их разбора содержат предварительно записанные в них ранее проработанные варианты типовых структурных и алгоритмических решений, которые используются при имитационном моделировании для выбора из них решений, необходимых для снижения рисков ущерба до приемлемых уровней. Приведенную эффективность проработанных вариантов, с учетом штрафов от нарушения условий доставки пассажиров и грузов, рассчитывает для принятия управляющих решений по проектированию и эксплуатации транспортного коридора модуль 19 вычисления инвестиционных и эксплуатационных расходов и доходов от перевозок.

Система позволяет осуществить выбор проектных и управленческих решений, в частности, по топологии проектируемой железнодорожной сети, например, транспортного коридора по критериям допустимого риска потерь от возникновения заторов. Этот риск рассчитывается и нормируется для требуемых на текущий момент и/или в перспективе параметров движения, в том числе смешанного высокоскоростного и грузового. На момент проектирования проблема обеспечения допустимых рисков может быть решена выбором большего количества станционных путей, тупиков стрелочных съездов и других топологических решений, снижающих мешающее влияние соседних поездов в сочетанием с нормированием размеров движения и длины составов, а также мощности логистических терминалов, пересадочных пунктов и т.д. и логистической оснащенности пунктов технологического обслуживанния подвижного состава.

Изобретение относится к средствам управления движением транспортных средств при меняющихся конфигурациях поездопотока. Система содержит сервер (1), блок (2) памяти, центральный процессор (3) автоматизированного рабочего места оператора с подключённым модулем (4) памяти, монитор (5), блок (6) ввода информации, шину (7) данных, блок (8) задания условий движения поездов, блок (9) задания параметров инфраструктуры, блок (10) анализа выполнения перевозочного процесса, второй модуль (11) памяти с базой данных об уровне влияния каждого параметра, третий модуль (12) памяти со статистическими данными об отклонениях от нормативных графиков движения, блок (13) идентификации рисков образования заторов для движения, модуль (14) расчета показателей рисков, модуль (15) имитационного моделирования образования заторов для движения, модуль (16) имитационного моделирования разбора заторов для движения, четвертый модуль (17) памяти с информационной базой инфраструктурных решений по снижению рисков образования заторов и по ускорению их разбора для движения, пятый модуль (18) памяти с информационной базой алгоритмов перемещения поездов при устранении заторов, модуль (19) вычисления инвестиционных и эксплуатационных расходов и доходов от перевозок, модуль (20) имитационного моделирования образования логистических заторов, модуль (21) имитационного моделирования разбора логистических заторов и шестой модуль (22) памяти с информационной базой инфраструктурных решений по снижению рисков образования логистических заторов и по ускорению их разбора. Достигается повышение надежности определения возможностей участка железнодорожного пути по перевозке грузов и пассажиров в поездах разных категорий для принятия управляющих решений при проектировании и эксплуатации транспортного коридора. 1 ил.

Система для определения размеров движения поездов различных категорий по транспортному коридору, содержащая сервер с блоком памяти, соединенный каналом связи с центральным процессором автоматизированного рабочего места оператора, к которому подключены модуль памяти, монитор, блок ввода информации и шина данных, соединенная с блоком задания условий движения поездов, блоком задания параметров инфраструктуры и блоком анализа выполнения перевозочного процесса, отличающаяся тем, что в нее введены и подключены к шине данных второй модуль памяти с базой данных об уровне влияния каждого параметра, третий модуль памяти со статистическими данными об отклонениях от нормативных графиков движения, блок идентификации рисков образования заторов для движения, модуль расчета показателей рисков, модуль имитационного моделирования образования заторов для движения, модуль имитационного моделирования разбора заторов для движения, четвертый модуль памяти с информационной базой инфраструктурных решений по снижению рисков образования заторов и по ускорению их разбора для движения, пятый модуль памяти с информационной базой алгоритмов перемещения поездов при устранении заторов, модуль вычисления инвестиционных и эксплуатационных расходов и доходов от перевозок, модуль имитационного моделирования образования логистических заторов, модуль имитационного моделирования разбора логистических заторов и шестой модуль памяти с информационной базой инфраструктурных решений по снижению рисков образования логистических заторов и по ускорению их разбора.