Розглянуто питання розвитку теорії та практики побудови графіків руху поїздів. Розраховано основні елементи графіка та результати апробації розроблених алгоритмів побудови графіків руху за реальними даними.

Разработана параметрическая модель технико-организационной системы метрополитенов. Разработан алгоритм, основанный на формализованной структуре данных, позволяющий моделировать график движения поездов. Предложена методика построения графика движения поездов на основе многокритериального принятия решений.

Розглянуто питання щодо визначення оптимального режиму перевізного процесу. Коопероване використання технічних засобів надає змогу значно знизити час непродуктивних простоїв, покращити їх завантаження, а також зменшити витрати з утримання та будівництва технічних засобів.

Усовершенствован метод составления графика движения поездов, который отличается от существующего применением эвристического алгоритма для определения рациональной последовательности отправления и интервалов между поездами. Использование данного метода дает возможность минимизировать потери электроэнергии в тяговой сети.

Розглянуто математичний опис задачі визначення закону розподілу потокозчеплення тягового асинхронного двигуна у часі для випадку корегування графіка руху моторвагонного поїзда. Проведено математичну постановку алгоритму керування тяговим асинхронним двигуном для раціонального подолання відхилення від графіка руху.

Мета роботи - розглянути питання автоматизації нормативного графіку руху поїздів на основі застосування сучасних методів оптимізації. За умов 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; вирішення завдання автоматизації розробки ГРП є одним з найважливіших завдань планування і управління роботою залізничного транспорту. З метою вирішення поставленого завдання сформовано математичну модель складання графіка руху поїздів, яка орієнтована на одержання 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. Для розробки запропонованої математичної моделі запропоновано застосувати один з методів мультиагентної оптимізації - алгоритм штучних бджолиних колоній (англ., Artificial Bee colony Algorithm, ABC), який базується на моделюванні поведінки бджіл у природному середовищі. Експериментальні розрахунки показали ефективність застосування алгоритму ABC для автоматизації ГРП. Вперше алгоритм штучних бджолиних колоній адаптовано до рішення завдання автоматизованої побудови графіку руху вантажних поїздів на одноколійній дільниці. Застосування алгоритму ABC при складанні та коригуванні 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 коригування в оперативному порядку за безумовного задоволення потреб в перевезенні вантажів та пасажирів.

Мета наукової роботи - встановлення перспектив розвитку системи аналізу графіка виконаного руху (АГВР) в інформаційній системі ПАТ "Укрзалізниця", яка забезпечує роботу з пасажирськими і приміськими поїздами та має значний потенціал розвитку. Встановлення господарств і причин затримок поїздів має здійснюватися по кожній станції та перегону, де мали місце такі затримки. Для цього необхідна фіксація відхилень стану об'єктів інфраструктури від нормального стану, а також інших несприятливих факторів. У секторі вантажних перевезень недостатньо аналізувати тільки графік руху поїздів, оскільки такий аналіз не враховує відхилень від термінів доставки вантажів. Основою моніторингу процесу доставки вантажів є метод контрольно-часових точок (КЧТ) технологічних операцій, що виконуються з вантажем на залізничних станціях. На основі методу КЧТ для оцінки якості транспортного процесу виконується розрахунок показників аналізу графіка доставки вантажів (рівень виконання графіка доставки вантажів, коефіцієнт нагону/сповільнення доставки). Запропоновано систему АГВР розвивати шляхом: реалізації введення та відображення причин затримок поїздів в оперативному режимі працівниками господарства перевезень; розширення статистичної бази даних та обробки оперативно введених причин затримок у процесі розрахунку; здійснення аналізу графіка виконаного руху вантажних поїздів; оцінки рівня якості виконання графіка доставки вантажів. Удосконалено схему автоматизованого АГВР в інформаційній системі ПАТ "Укрзалізниця". Запропоновано якість доставки вантажів по певному полігону визначати за наступними рівнями: високий, задовільний, низький та наднизький. Розроблено графік для визначення рівнів якості доставки вантажів. Реалізація запропонованих рішень дозволить удосконалити та покращити формування статистичної звітності з АГВР в ПАТ "Укрзалізниця".

Розглянуто алгоритм комерційної оптимізації графіка руху потяга для економії коштів при сплаті за спожиту електричну енергію згідно тризонного диференційованого тарифу. Знайдено та реалізовано шляхи його вдосконалення. Внаслідок проведених досліджень запропоновано математичну модель для опису часу руху потяга зі станції відправлення до станції прибуття через періоди дії тарифних зон диференційованого за часом доби комерційного тарифу, під час яких він здійснює рух. Розроблено математичні методи, які надають змогу використовувати алгоритм комп'ютерної адаптації графіка руху потяга для усіх потягів за напрямком на одній електрифікованій ділянці без обмежень по тривалості руху кожного з них, за умови що між кінцевою станцією та станцією відправлення немає проміжних станцій, де можуть здійснювати відправлення чи зупинку інші потяги. Як результат вдосконалений алгоритм при зміні графіка потягів здатен враховувати наступні фактори: періоди дії тарифних коефіцієнтів тризонного диференційованого тарифу, міжпоїзні інтервали, тривалість руху кожного потяга та мінімальне зміщення існуючого графіка.

Запропоновано метод моделювання розповсюдження затримки у нециклічному графіку руху поїздів з урахуванням технічних і технологічних особливостей залізничної мережі змішаного руху пасажирських і вантажних поїздів. Розроблено процедуру дослідження впливу затримки поїздів у нормативному графіку руху поїздів на базі оптимізаційної математичної моделі побудови графіку руху поїздів з урахування заданої первинної затримки. Проведено експериментальні дослідження моделювання поширення затримки поїздів у нормативному графіку руху поїздів з урахуванням взаємоув'язки залізничних дільниць.

Мета роботи - розроблення алгоритмічного забезпечення для моделювання й оптимізації режимів руху поїздів. Для описання процесу руху поїзда в просторових координатах із розподіленою масою вздовж траєкторії руху запропонована системна модель. Вона враховує тягові й опірні параметри та їх зміну залежно від зовнішніх і внутрішніх факторів. Для числового інтегрування моделі системи використаний метод скінченних різниць. Розроблено ітераційні процедури для задоволення крайових умов, формування послідовності з режимів тяги, гальмування й холостого ходу з відповідними параметрами, щоб забезпечити виконання критерію оптимальності руху й технічних обмежень із достатньою точністю. Критерій оптимальності містить паливно-енергетичні ресурси, частоту зміни режимів роботи тягових засобів (суттєво впливає на зношеність приводів), затратні ставки тощо. Розроблене алгоритмічне, програмне й інформаційне забезпечення надало змогу проведення: розрахунків режимів ведення довільних поїздів, зокрема нормативних, для формування графіків руху, розрахунок міжпоїзних і станційних інтервалів, дослідження впливу екстремальних параметрів поїздів на режими їх ведення. У системі передбачено можливість адаптації параметрів моделі руху поїзда за результатами дослідних поїздок. Запропоновано постановку розрахунку режимів ведення поїздів як задачі оптимального керування, з'ясовано швидкий метод її розв'язування. Це забезпечило автоматизацію процесу розв'язування великого набору прямих і обернених режимних, із різними критеріями оптимальності, задач. Запропоновано підхід щодо постановки та розв'язування задач моделювання та оптимізації режимів ведення поїздів пройшов апробацію у процесі розрахунку основних складових для формування графіків руху, вибору оптимальних параметрів реконструкції полотна для всіх, швидкісних і нових, типів поїздів.

Увагу присвячено питанню підвищення ефективності перевезень на залізничному транспорті України на основі автоматизації процедури складання нормативного графіка руху поїздів (ГРП) на залізничному напрямку. Формалізовано технологію складання ГРП при проведенні автоматизованих розрахунків, яка у вигляді оптимізаційної моделі вирішує задачу побудови ГРП, враховуючи можливі затримки в русі поїздів, технічні та технологічні обмеження інфраструктури з метою підвищення якості складання ГРП. Розроблено метод моделювання розповсюдження затримки у графіку руху поїздів на залізничному напрямку, який дозволяє врахувати взаємовплив поїздів у ГРП з метою підвищенні його точності та надійності. На основі моделі розроблено процедуру автоматизованого складання нормативного ГРП на залізничному напрямку, який надає можливість прокладання наскрізних ниток поїздів. Для практичного застосування запропонованої автоматизованої технології складання нормативного ГРП на напрямку у вигляді комплексу методів і моделей розроблено вимоги до створення в ПАТ "Укрзалізниця" автоматизованої системи складання та аналізу графіка руху поїздів. Це дозволить в умовах великої кількості запитів на розроблення ниток графіка виключити довготривалий і трудомісткий процес складання ГРП.