Розглянуто питання удосконалення організації процесу пасажирських перевезень за рахунок нових підходів щодо технології оперативного регулювання составоутворенням пасажирських поїздів (ПП) на базі формування системи підтримки прийняття рішень шляхом використання комплексу моделей прогнозування пасажиропотоку і визначення раціональної композиції складу ПП.

З метою удосконалення роботи пасажирської технічної станції (ПТС) розроблено технологію оперативного регулювання процесу утворення пасажирських поїздів у межах діючого плану формування. Створено систему підтримки прийняття рішень оперативного персоналу з використанням комплексу моделей, що дозволяють формалізувати технологію прогнозування й оперативного регулювання процесом утворення пасажирських поїздів на ПТС за умов зміни динаміки структури та параметрів пасажиропотоків і невизначеності ситуації на транспортному ринку. Розроблено модель оперативного прогнозування пасажиропотоку на базі нечітко-нейро-генетичного моделювання, що здатна до самонавчання та забезпечує похибку, меншу за 3 - 4 %. Визначено нечіткий модуль регулювання розмірів руху пасажирських поїздів і внесення оперативних змін до схем їх формування. Розроблено модель нечіткого програмування на рівні розв'язання задачі розрахунку раціональної композиції пасажирських поїздів, що відтворює технологію роботи ПТС і забезпечує мінімальні експлуатаційні витрати.

Розглянуто питання удосконалення організації пасажирських перевезень в дальньому та місцевому сполученнях на базі моделювання різних варіантів проїзду пасажирів в поїздах з урахуванням пересадок на залізничних вокзалах. Для рішення поставленої задачі використано автономну емерджентну PSO-систему (Particle Swarm Optimization), перевагою якої є швидкість знаходження рішення для транспортної мережі великої розмірності.

Формалізовано процес маршрутизації перевезень на базі концепції спеціалізації залізничної інфраструктури за її призначенням. Розроблено математичну модель для визначення параметрів оптимальної технології маршрутизації поїздопотоків у мережі ієрархічної структури за умови моделювання різних варіантів режимів руху та доступу до залізничних дільниць.

Зазначено, що перехід залізниць до нового ринку перевезень вимагає розв'язання комплексу задач інформатизації галузі, до яких відносяться: автоматична ідентифікація поїздів на дільницях для можливості створення поїзної моделі залізничного транспорту, що дозволить вести облік та аналіз використання пропускної спроможності залізничної інфраструктури; автоматизація розробки графіку руху поїздів та розрахунку пропускної спроможності; створення інтегрованої технології управління пропускною спроможністю полігону мережі за умов єдиного сітьового середовища графіків руху поїздів, що дозволить в інтерактивному режимі корегувати розклади руху поїздів відповідно до заявок перевізників та узгоджувати рух поїздів на мережі в цілому. Розв'язання цих задач дозволить перейти до формування залізничної інтелектуальної транспортної системи (англ., Railway Intelligent Transportation Systems), що дозволить надати учасникам ринку перевезень більшу інформативність та безпеку, вищий рівень взаємодії між учасниками перевізного процесу.

Запропоновано процедуру аналізу живучості системи організації поїздопотоків на залізницях України, яка заснована на рішенні задачі перколяції вузлів. Одержано залежності середнього інверсного шляху між вузлами мережі та діаметра графової структури від кроків руйнування за умов випадкових і запланованих відмов станцій в мережі.

Вирішено актуальну наукову задачу розробки та впровадження нових технологій управління, в основу яких покладено концепції, що забезпечують властивість гнучкості у ході організації залізничних пасажирських перевезень та базуються на принципах логістики. Викладено основні підходи до управління пасажирським комплексом як логістичною системою на базі інтелектуальних технологій.

Досліджено властивості масштабної інваріантності системи організації поїздопотоків на залізницях України. Досліджено також їх структуру на живучість за допомогою процедури перколяції вузлів. Процес перколяції запропоновано розглядати як зміну варіанту просторового переміщення вагонів на мережі при збільшенні кількості залізничних станцій, що втратили здатність виконувати основну функцію щодо пропуску вагонів за призначеннями ПФП в умовах несприятливих впливів (аварійна ситуація, перевантаження). Порівняльний аналіз результатів перколяції при випадковому та цілеспрямованому деструктивному впливі на вузли мережі показав співпадіння з результатами перколяції реальної мережі призначень ПФП, що доводить існування властивості само подібності. Вперше підтверджено гіпотезу про існування властивості масштабної інваріантності в графі призначень ПФП на залізницях України, що дозволяє віднести граф до класу безмасштабних мереж. Спираючись на виявлені властивості системи направлення поїздопотоків, в подальшому можливим є створення математичної моделі, що дозволить спрогнозувати поведінку системи перевезень із мережевою структурою. Аналіз властивості живучості системи організації поїздопотоків дозволить оптимізувати використання капітальних інвестицій для підвищення пропускної спроможності мережі за рахунок виявлення найбільш критичних дільниць та станцій, які системно впливають на ефективність роботи мережі в цілому.

Мета роботи - вдосконалення процедури коригування плану формування поїздів на базі формалізації технології організації групових поїздів оперативного призначення. Розроблено математичну модель, яка надає можливість вибирати раціональний маршрут об'єднання груп вагонів для організації погоджених групових поїздів зі змінними сполученнями груп вагонів на сітьовому рівні. Для побудови таної математичної моделі запропоновано застосувати генетичний алгоритм.

Проведено аналіз наукових досліджень з проблем управління пропускною спроможністю залізничної інфраструктури. Узагальнено розглянуті підходи на кожному з етапів планування під час вирішення проблем управління на залізницях, що історично склалися в різних наукових школах світу. Обгрунтовано необхідність пошуку нових методів управління на залізничному транспорті України за умов формування недискримінаційного доступу користувачів до залізничної інфраструктури.

Дослідження спрямоване на підвищення ефективності функціонування залізничного транспорту України за умов недискримінаційного доступу до залізничної інфраструктури (ЗІС) на основі розробки методів управління розподілом пропускної спроможності ЗІС, які передбачають відмову від централізованого управління та впровадження принципу управління, що стає внутрішньою функцією системи на основі появи самоорганізації. Розроблено метод класифікації залізничних дільниць і напрямів для експлуатаційної діяльності. Сформовано метод оцінювання практичної пропускної спроможності залізничних дільниць та розроблено математичну модель розподілу пропускної спроможності залізничної мережі, що дозволяє пристосувати режими експлуатації інфраструктури залізничної мережі до вимог користувачів. Підтверджено гіпотезу щодо належності мережі призначень плану формування поїздів залізниць України до класу безмасштабних мереж та обгрунтовано вплив статистичних макровластивостей структури маршрутизації поїздопотоків на ефективність розподілу пропускної спроможності ЗІС. Для практичної реалізації розроблених методів і моделей в роботі розроблено вимоги щодо реалізації автоматизованої системи управління розподілом пропускної спроможності ЗІС України, яка дозволить інтегрувати всі етапи управління в межах єдиного інформаційного середовища та надасть учасникам ринку перевезень більшу інформативність та вищий рівень взаємодії.