Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА ДЛЯ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЕЗДНОЙ РАБОТОЙ НАПРАВЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ СЕТИ

Изобретение относится к системам оперативного управления работой транспортных объектов на железнодорожном транспорте, в частности, сменно-суточного управления поездной работой на железнодорожном направлении и может быть использовано при управлении поездной работой в границах направления железнодорожной сети, включающего одну или несколько железных дорог.

Известна система планирования сортировочной работы железнодорожного узла, содержащая установленный на автоматизированном рабочем месте узлового диспетчера персональный компьютер, соединенный с блоком памяти, монитором и блоком ввода информации, к процессору персонального компьютера подключен блок диспетчерского регулирования, а также блок моделирования, блок корректировки параметров и блок сравнения параметров, при этом блок моделирования через блок корректировки соединен с первым входом блока сравнения параметров, второй вход которого соединен с выходом блока диспетчерского регулирования, второй выход которого соединен с входом блока моделирования, выход блока сравнения параметров подключен к входу процессора персонального компьютера (RU 88330 U1, B61L 27/00, 21.05.2009).

Известная система обеспечивает эффективную работу по распределению сортировочной работы по станциям узла, формированию местных и транзитных вагонопотоков. Однако управление поездной работой станции осуществляют без учета поездопотоков на направлении железных дорог.

Известна система для определения пропускной способности 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 и вычисления параметров инфраструктуры. При этом в автоматизированное рабочее место работника службы движения введены блоки вычисления наличной и потребной пропускной способности, сравнения вычислений между собой и с установленным значением (RU 86929, B61L 27/04, 21.05.2009).

Известная система позволяет оптимально осуществлять выполнение заданных объемов перевозок на железнодорожном участке, выбор оптимального типа графика движения поездов и инфраструктуры участка на основе сравнения наличной и потребной пропускной способностей участка железной дороги. Однако она не учитывает при выполнении заданных объемов перевозок на железнодорожном участке объемы перевозок на направлении железных дорог в условиях проведения ремонтных работ, в состав которого данный участок входит.

Наиболее близким аналогом является система для планирования пропуска поездов по участку при ремонте участка пути, содержащая процессор, соединенный с блоком ввода информации, монитором и блоком памяти, в котором содержится информационная база нормативного графика движения поездов, сервер, который через канал связи соединен с процессором, в систему введены блок моделирования, блок формирования выходных форм, блок анализа и корректировки и формирователь массива данных о пропуске поездов (RU 86927 U1, B61L 27/04, 20.09.2009). При этом процессор соединен с блоком моделирования, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с входом блока формирования выходных форм, подключенного к монитору, входом блока анализа и корректировки, соединенного с процессором, формирователем массива данных о пропуске поездов, соединенного посредством канала связи с сервером.

Известное техническое решение обеспечивает минимизацию временных затрат на продвижение поездов по участку с ограничивающим перегоном при своевременном выполнении ремонтных работ. Однако система не предусматривает сменно-суточного планирования поездной работы на железнодорожном направлении, состоящем из нескольких участков (в границах нескольких железных дорог), в условиях использования плановых «окон» для проведения ремонтных работ в хозяйствах инфраструктуры железнодорожного транспорта, изменений в погрузке грузов по станциям направления в целом.

Задачей, решаемой изобретением, является создание системы для оперативного управления поездной работой железнодорожного направления, обеспечивающей снижение эксплуатационных затрат при формировании и движении поездов, повышение качества перевозочного процесса, повышение уровня выполнения графика движения и эффективности использования пропускной способности по направлению.

Технический результат заключается в повышении качества и эффективности управления эксплуатационной работой сортировочных станций за счет реализации в сменно-суточном режиме функций упреждающего прогноза поездопотоков, предварительного планирования пропуска поездов на основе актуального графика движения, активного диспетчерского управления в соответствии с разработанным планом и комплексного анализа выполнения плана эксплуатационной работы на направлении.

Технический результат достигается тем, что система для оперативного управления поездной работой направления железнодорожной сети содержит процессор с блоком ввода/вывода и монитором, блок памяти, входы/выходы которого подключены к соответствующим входам/выходам процессора, управляющим выходом подключенного к первому входу первого блока анализа и корректировки, блок формирования выходных форм, выходы которого подключены к входам монитора, последовательно соединенные второй, третий и четвертый блоки анализа и корректировки, первые входы каждого из которых подключены к управляющим выходам процессора, а информационные выходы - к соответствующим входам блока формирования выходных форм, другой вход которого соединен с информационным выходом первого блока анализа и корректировки, базу данных поездов, отправляемых/принимаемых по станциям, входом/выходом подключенная к соответствующим входу/выходу первого блока анализа и корректировки, базу данных изменений поездопотоков по участкам, последовательно соединенные базы данных оперативных заданий, планов эксплуатационного обслуживания инфраструктуры и блок моделирования работы в «окна», выходом подключенный к соответствующим входам блока формирования выходных форм и третьего блока анализа и корректировки, блок задания «окон», входом/выходом соединенный с соответствующими выходом /входом третьего блока анализа и корректировки, а входом - с информационным выходом процессора, последовательно соединенные базы данных графиков движения поездов, данных съема/назначения поездов и блок принятия регулировочных решений, выходом подключенный к соответствующему входу четвертого блока анализа и корректировки, при этом управляющие входы/выходы процессора по каналам передачи данных подключены к управляющим выходам/входам аппаратно-программных устройств автоматизированной системы оперативного управления перевозками, автоматизированных рабочих мест дежурных по станции, поездных диспетчеров участков управления, диспетчеров хозяйств инфраструктуры железнодорожного транспорта, начальника отдела планирования «окон», начальника отдела графика движения поездов, соответствующие входы/выходы второго блока анализа и корректировки соединены с выходами/входами баз данных изменений поездопотоков по участкам и графиков движения поездов, а информационный выход - с информационным входом аппаратно программного устройства автоматизированного рабочего места начальника отдела графика движения поездов, информационные выходы аппаратно-программных устройств автоматизированных рабочих мест дежурных по станций, поездных диспетчеров участков направления, диспетчеров хозяйств инфраструктуры железнодорожного транспорта, начальников отдела графиков движения поездов и начальника отдела планирования «окон» по каналу передачи данных соединены соответственно с входами баз данных поездов, отправляемых/принимаемых по станциям, изменений поездопотоков по участкам, оперативных заданий, графиков движений поездов и блока моделирования работы в «окна», информационные выходы третьего и четвертого блока анализа и корректировки соединены с соответствующими информационными входами аппаратно-программных устройств автоматизированных мест начальника отдела графиков движения поездов, диспетчеров хозяйств инфраструктуры железнодорожного транспорта, начальника отдела планирования «окон».

При этом монитор выполнен в виде графического интерфейса.

Сущность заявленной системы поясняется фиг.1, на которой изображена структурная схема предлагаемой системы для оперативного управления поездной работой железнодорожного направления.

Система для оперативного управления поездной работой направления железнодорожной сети содержит процессор 1 с блоком ввода/вывода 2 и монитором 19, блок памяти 3, входы/выходы которого подключены к соответствующим входам/выходам процессора 1, управляющим выходом подключенного к первому входу первого блока 5 анализа и корректировки, блок 24 формирования выходных форм, выходы которого подключены к входам монитора 19, а также последовательно соединенные второй, третий и четвертый блоки 9, 16 и 17 анализа и корректировки, первые входы каждого из которых подключены к управляющим выходам процессора 1, а информационные выходы - к соответствующим входам блока 24 формирования выходных форм, другой вход которого соединен с информационным выходом первого блока 5 анализа и корректировки, база 4 данных поездов, отправляемых/принимаемых по станциям, входом/выходом подключенная к соответствующим входу/выходу первого блока 5 анализа и корректировки, база 6 данных изменений поездопотоков по участкам, последовательно соединенные база 10 данных оперативных заданий, база 11 планов эксплуатационного обслуживания инфраструктуры и блок 12 моделирования работы в «окна», выходом подключенный к соответствующим входам блока 24 формирования выходных форм и третьего блока 16 анализа и корректировки, блок 18 задания «окон», входом/выходом соединенный с соответствующими выходом/входом третьего блока 16 анализа и корректировки, а входом - с информационным выходом процессора 1.

Система содержит также последовательно соединенные базы 8 и 14 данных графиков движения поездов, съема/назначения поездов и блок 15 принятия регулировочных решений, выходом подключенный к соответствующему входу четвертого блока 17 анализа и корректировки.

При этом управляющие входы/выходы процессора 1 по каналам передачи данных через соответствующий сервер связи подключены к управляющим выходам/входам аппаратно-программных устройств автоматизированной системы 21 оперативного управления перевозками, автоматизированных рабочих мест 23, 22, 20, 13 и 7 дежурных по станции, поездных диспетчеров участков направления, диспетчеров хозяйств инфраструктуры железнодорожного транспорта, начальника отдела планирования «окон», начальника отдела графика движения поездов.

Соответствующие входы/выходы второго блока 9 анализа и корректировки соединены с выходами/входами баз 6 и 8 данных изменений поездопотоков по участкам и графиков движения поездов, а информационный выход - с информационным входом аппаратно программного устройства автоматизированного рабочего места 7 начальника отдела графика движения поездов. Информационные выходы аппаратно-программных устройств автоматизированных рабочих мест 23, 22, 20, 7 и 13 соединены соответственно с входами баз 4, 6, 10, 8 и блока 12, информационные выходы третьего и четвертого блоков 16 и 17 с соответствующими информационными входами аппаратно-программных устройств автоматизированных мест 7, 20 и 13.

Железнодорожным направлением считается полигон железных дорог с единой технологией управления перевозочным процессом, обеспечивающий максимальную технологическую комплексность работы полигона с учетом: существующей системы организации вагонопотоков, мощностей струй поездопотоков.

Система оперативного управления поездной работой железнодорожного направления прежде всего решает задачу снижения эксплуатационных затрат в движении поездов по железнодорожному направлению, повышения качества перевозочного процесса, повышения уровня выполнения графика движения поездов, эффективного использования пропускной способности направления с учетом состояния инфраструктуры железнодорожного направления.

Внедрение новой технологии повышает маршрутную скорость, ускоряет доставку грузов, высвобождает подвижной состав за счет улучшения показателей движения поездов и использования локомотивов на полигоне железных дорог. Внедрение новых технических и технологических решений позволяет также повысить качество управления перевозочным процессом за счет реализации в автоматизированном режиме функций упреждающего прогноза, предварительного планирования, активного диспетчерского управления и комплексного анализа поездной работы на направлении на основе актуального графика движения и плана формирования поездов.

Уровень оптимизации системы для управления поездной работой на направлении железнодорожной сети зависит от многих факторов, важнейшими из которых являются выполнение планов погрузки грузов по станциям и участкам направления, выполнение графика движения поездов, контроль за состоянием объектов инфраструктуры железнодорожного направления, обеспечивающий безопасное движение поездов по участкам, своевременное выполнение ремонтных профилактических работ на объектах инфраструктуры, требующих перерыва в движении поездов («окон»)

Такое многофакторное управление поездной работой в оперативном режиме требует постоянного слежения за эксплуатационной работой и состоянием инфраструктуры на направлении железнодорожной сети.

Для выработки оперативного решения по каждому объекту направления (станции, «окну», конкретному участку и т.п.) требуется одновременно видеть их основные технологические параметры. В системе для оперативного управления поездной работой железнодорожного направления с учетом сменно-суточного планирования поездной работы на направлении железной дороги для специалиста («планировщика») по планированию оперативной работы разработано специальное программное обеспечение, позволяющее в блоке 3 памяти хранить всю необходимую по каждому объекту информацию для выработки ответственным лицом управляющего решения.

Система позволяет для каждого диспетчерского участка направления железнодорожной сети определять местоположение, характеристики, время выполнения планируемых «окон». При этом на мониторе 19 отображаются количество «окон» на перегонах и их параметры, устанавливаются активные параметры прогнозируемых размеров движения поездов по приему/отправлению по станциям, наличию «узких» мест по участкам направления, когда размеры прогнозируемого движения превышают размеры движения по вариантному графику, и др.

Система работает следующим образом.

В процессор 1 по запросу специалиста по оперативной работе поступает информация из автоматизированной системы 21 оперативного управления перевозками (АС 21 ОУП) о поездах, движущихся в каждый текущий момент по направлению, из автоматизированных рабочих мест 22 и 23 поездных диспетчеров участков направления (АРМ 22ДНЦУ) и дежурных по станции (АРМ 23 ДСП) о прибывающих и отправляемых на станции направления для выгрузки груза поездах и поездах с гружеными вагонами для отправки по заданным маршрутам. Из АРМ 13 начальника отдела планирования «окон» в процессор 1 поступает информация о запланированных в рассматриваемый период ремонтных и профилактических работах в хозяйствах инфраструктуры железнодорожного транспорта, требующих предоставления «окон» на участках направления, а из АРМ 7 начальника отдела графика движения поездов (АРМ 7 ГДП) - информация об актуальном суточном графике движения поездов на планируемый период.

Процессор 1 обрабатывает поступившую информацию и направляет ее в блок 3 памяти. Кроме того, программное обеспечение процессора 1 выполнено с возможностью преобразования поступившей информации для ее визуального отображения в заданном виде на экране монитора 19.

Оптимизация поездопотоков на участках направления осуществляется на основании данных, получаемых от дежурных по станциям из АРМ 23 ДСП и поездных диспетчеров участков направления из АРМ 22 ДНЦУ.

При изменении потока отправляемых/принимаемых поездов на станции в режиме реального времени дежурный по станции с аппаратно-программного устройства своего АРМ 23 ДСП направляет информацию о соответствующих изменениях в базу 4 данных поездов, отправляемых/принимаемых по станциям, а также в процессор 1. Получив информацию об изменении потока отправляемых/принимаемых поездов на станции, специалист оперативного управления с помощью блока 2 ввода/вывода дает соответствующую команду процессору 1 для формирования и передачи соответствующего управляющего сигнала блоку 5. Блок 5, получив управляющий сигнал, запрашивает из базы 4 данные о потоке отправляемых/принимаемых поездов на станциях направления и их изменениях, с учетом которых осуществляет анализ информации и корректировку поездопотоков на участках направления. Результаты корректировки поездопотоков по участкам направления блок 5 направляет в блок 24 формирования выходных форм, который осуществляет соответствующие преобразования для последующего визуального представления их на экране монитора 19.

При изменении потоков поездов, вызванных изменением погрузки/выгрузки по станциям, а также изменении транзитных поездопотоков, соответствующая информация поступает из АРМ 22 ДНЦ в процессор 1, а также в базу 6 данных изменений поездопотоков по участкам направления. Специалист оперативного управления по результатам анализа и изменения технологических параметров с помощью блока 2 ввода/вывода дает команду процессору 1 для формирования и передачи соответствующего управляющего сигнала блоку 9. Блок 9, получив управляющий сигнал, запрашивает из базы 6 данных изменений поездопотоков по участкам, с учетом которых осуществляет вторую корректировку поездопотоков по участкам направления. Результаты корректировки блок 9 направляет в блок 24, осуществляющий соответствующие преобразования данных корректировки для последующего их визуального представления на мониторе 19.

Кроме того, данные анализа и корректировки с выхода блока 9 поступают в аппаратно-программное устройство АРМ 7 начальника отдела ГДП для корректировки графика движения поездов.

Периодически, по запросу с помощью процессора 1 специалиста из аппаратно-программного устройства АРМ 13 начальника отдела планирования «окон» поступает информация о плановых окнах на участках направления, которая также отображается на мониторе 19. По данным диспетчеров хозяйств инфраструктуры с помощью аппаратно-программного устройства АРМ 20 в базе данных 10 формируются оперативные задания, связанные, как с проведением плановых обследований текущего состояния объектов инфраструктуры, так и с изменениями оперативной обстановки на участках при возникновении нестандартных или чрезвычайных ситуаций. Информация, связанная с работой на линии и требующая применения повышенных средств безопасности на участках направления, анализируется в блоке 10 и передается в базу 11 планов эксплуатационного обслуживания инфраструктуры направления. Отобранная в базе 11 информация, а также данные графика движения поездов на участках направления с учетом плановых «окон», передаваемые из аппаратно-программного устройства АРМ 13 начальника отдела планирования «окон» поступают в блок 12 моделирования работы в «окна». В блоке 12 моделируются оптимальные варианты «окон» на участках направления в соответствии с создавшейся оперативной обстановкой и имеющимися планами эксплуатационного обслуживания. Результаты моделирования поездной работы в «окна» блок 12 передает в блок 16 анализа и корректировки, а так же через блок 24 формирования выходных форм для визуального представления на экране монитора 19. Специалист по оперативной работе с учетом анализа реальной обстановки с помощью блока 2 выбирает оптимальные варианты «окон» и дает команду процессору 1 направить информацию о них в блок 16, который осуществляет третью корректировку поездопотоков с учетом анализа реальной обстановки и оптимальных вариантов «окон».

С выхода блока 16 результаты корректировки поступают в аппаратно-программные устройства АРМ 7 начальника отдела ГДП для корректировки графика, АРМ 13 начальника отдела планирования «окон» для корректировки времени и места проведения ремонтно-профилактических и восстановительных работ в «окна» и АРМ 20 диспетчеров инфраструктуры для корректировки планов эксплуатации объектов инфраструктуры.

При проведении ремонтно-восстановительных работ, вызванных нестандартной или чрезвычайной ситуацией на направлении, возникает необходимость восстановления нормального движения и ввода поездов в суточный график движения. С этой целью на первом этапе должно осуществляться постоянное слежение за оптимальным использованием пропускной способности участков при соблюдении безопасного движения поездов. Во время возникновения чрезвычайных и нестандартных ситуаций, пропускная способность участков направления снижается, в результате чего снимается с актуального графика движения часть поездов с остановкой их на станциях и промежуточных пунктах. При этом начальник отдела графика движения с выхода программно-программного устройства своего АРМ 7 ГДП дает команду на уточнение базы 8 данных графиков движения поездов, поездные диспетчера участков управления со своих АРМ 22 ДНЦУ посылают команды машинистам поездов на линии по дальнейшим режимам движения. Измененные варианты графика вводятся в блок 14 съема/назначения поездов, информация с выхода которого передается в блок 15, который с учетом оперативных заданий по ремонту (восстановлению) объектов инфраструктуры принимает регулировочные решения и направляет их в блок 17. По команде специалиста процессор 1 управляющий сигнал и направляет его в блок 17. В блоке 17 результаты третьей корректировки анализируются с учетом регулировочных решений по оптимизации графиков проведения ремонтных работ. По результатам этой корректировки в блоке 24 формируются выходные формы, удобные для оперативного анализа ситуации на участках направления.

После окончания ремонтно-восстановительных работ график движения поездов на направлении с учетом отставленных должен быть восстановлен в кратчайшие сроки. Для решения этой задачи по указанию специалиста (планировщика) начальник отдела регулировки движения с помощью аппаратно-программного устройства АРМ 7 выбирает в базе 8 данных ГДП возможные варианты уплотненного графика движения и вводит их в блок 14 съема/назначения поездов. В блоке 15 моделируются регулировочные решения с учетом данных блока 10 оперативных заданий по контролю над объектами инфраструктуры после ремонта (восстановления). Результаты моделирования в блоке 15 и команды специалиста (планировщика), передаваемые из процессора 1, поступают в четвертый блок 17 анализа корректировки поездопотоков. При необходимости специалист (планировщик) дает также команду на ввод в блок 17 результатов корректировки в третьем блоке 16. Результаты корректировки в четвертом блоке 17 через блок 24 формирования выходных форм поступают на монитор 19, с помощью которого поездопоток на направлении анализируются специалистом (планировщиком) процессора 1, в АРМ 7 начальника отдела ГДП и АРМ 13 начальника отдела планирования «окон» и АРМ 20 диспетчеров инфраструктуры для учета в дальнейшей работе.

При необходимости и в соответствии с создавшейся ситуацией по команде специалиста (планировщика) АРМ 1 корректировка поездопотоков на направлении может быть осуществлена не в полном объеме, а по отдельным блокам или их сочетанию, для чего по команде специалиста (планировщик) процессор 1 формирует соответствующие управляющие сигналы и направляет их в блоки 5, 9, 16, 17, информация с выходов которых информация поступает в блок 24 выходные формы. Блок 24 осуществляет соответствующие преобразования для возможности визуального отображения информации на мониторе 19 в удобном для анализа виде, что позволяет осуществлять анализ выполнения плана эксплуатационной работы направления железнодорожной сети.

Таким образом, предлагаемая система за счет реализации в сменно-суточном режиме функций упреждающего прогноза поездопотоков, предварительного планирования пропуска поездов на основе актуального графика движения, активного диспетчерского управления в соответствии с разработанным планом и комплексного анализа выполнения плана эксплуатационной работы направления железнодорожной сети позволяет повысить качество и эффективность управления поездной работой направления железнодорожной сети.