Автоматизированная система разработки графика движения поездов

В условиях реформирования железнодорожного транспорта, возникновения на рынке транспортных услуг компаний операторов-перевозчиков существенно изменяются взаимоотношения между заказчиками и исполнителями перевозок. В этих условиях для обеспечения успешной хозяйственной деятельности железных дорог значительно повышается роль графика движения поездов. График становится не только основным технологическим документом для внутреннего пользования, но и определяющей частью договора между перевозчиками и ОАО «РЖД» об оказании услуг инфраструктуры, инструментом для выполнения этого договора.

По значимости решаемых задач и их сложности разработка нормативного графика движения поездов является одной из важнейших задач планирования и управления работой железнодорожного транспорта.

На железных дорогах сети и в ОАО «РЖД» внедрены и успешно применяются разработанный ГВЦ комплекс программ автоматизированного рабочего места инженера-технолога по разработке графика движения поездов (АРМграфиста). Программно-технологический комплекс (ПТК) схематической прокладки поездов на графике и согласования точек их передачи по стыковым пунктам создан отделом «График движения поездов» ВНИИЖТа – ВНИИУПа. Интегрированная система комплексных тяговых расчетов ИСКРА-ПТР разработана Дальневосточным государственным университетом путей сообщения (ДВГУПС) совместно с ВНИИЖТом. Во многом благодаря применению этих систем сократились сроки разработки графика, в том числе время согласования пропуска пассажирских поездов по междудорожным стыковым пунктам. Вместе с тем существующая технология составления графика движения поездов, предусматривающая последовательную его разработку железными дорогами не позволяет добиться дальнейшего ускорения этих работ без ухудшения показателей графика.

В настоящее время существующие принципы и методы разработки графика движения поездов, а также расчета его нормативов и показателей пришли в противоречие с изменившимися условиями. Основными из них являются чрезмерная продолжительность периода действия нормативного графика, его недостаточная гибкость. Отсюда замедленная реакция на происходящие изменения в сфере спроса и предложения на рынке транспортных услуг.

На основе нормативного графика движения поездов осуществляется расчет потребного парка локомотивов и локомотивных бригад по депо и участкам обслуживания, парков грузовых и пассажирских вагонов, численности работников, связанных с обслуживанием подвижного состава, содержанием постоянных устройств и организацией перевозочного процесса. Графиком движения устанавливаются скорости движения всех категорий грузовых и пассажирских поездов, их весовые нормы, размеры движения поездов по категориям в соответствии с планом формирования, технология работы станций и участков, продолжительность технологических перерывов и «окон» для выполнения ремонтно-путевых и строительных работ. От принятого варианта графика движения поездов зависят экономические показатели эксплуатационной работы. Схема эксплуатационных и технических параметров работы железных дорог, нормируемых графиком движения поездов, приведена на рис. 2.2.

Долгое время подготовка нормативной базы графика движения поездов на всех уровнях управления велась вручную. Сегодня по многим направлениям подготовки нормативной базы графика движения поездов созданы реальные предпосылки для перехода на электронную форму документов, а следовательно, и возможности резкого сокращения сроков их формирования и передачи на большие расстояния без искажений и потери информации, вызванных применением ручного труда. Электронная форма документов позволит быстро и легко организовать их централизованное хранение, обработку и контроль, а в последующем использовать накопленные данные для анализа и совершенствования графика движения поездов. Все это позволяет ставить вопрос о создании на железнодорожном транспорте единой системы централизованной разработки графиков движения поездов на базе компьютерных технологий и средств вычислительной техники с использованием электронных форм документов и при информационно-технологическом взаимодействии железных дорог между собой и с ОАО «РЖД». Это обеспечит решение одной из сложнейших технологических задач железнодорожного транспорта на основе комплексного управления эксплуатационными расходами железных дорог путем выбора требуемых параметров графика движения поездов и его нормативной базы. На рис. 2.3 приведена укрупненная схема информационно-технологического взаимодействия различных уровней управления в системе централизованной разработки графика движения поездов и его нормативной базы для пассажирского движения.

Это позволит сформировать на железных дорогах первичные звенья системы централизованной разработки графика движения поездов и его нормативной базы, которая должна обеспечить решение следующих основных задач:

- получение и обработка заявок на прокладку «ниток» графика поездов всех категорий от Центра транспортного обслуживания (ЦФТО), Центра организации обслуживания пассажиров (ЦООП) и дирекций по организации пригородных перевозок;

- сбор, обработка и анализ исходных данных для расчета нормативов и элементов графика движения поездов для всей сети железных дорог;

- расчет нормативов и элементов графика движения поездов для всей сети железных дорог;

- разработка нормативного графика движения поездов всех категорий на всей сети;

- передача разработанного и утвержденного нормативного графика движения поездов в Центр управления перевозками (ЦУП) МПС России для исполнения;

- расчет технико-экономических показателей разработанных вариантов графика системами МПС России;

- подготовка заданий дорогам по ликвидации «барьерных» мест, которые не позволяют реализовать установленные скорости движения поездов;

- организация электронного обмена информацией со смежными информационными и управляющими системами;

- подготовка предложений по изменению схем тягового обслуживания, технологии обработки поездов, ремонта пути, искусственных сооружений, устройств электроснабжения, СЦБ и связи;

- подготовка к тиражированию листов графика, книг служебного расписания и других нормативно-справочных материалов.

Задачи в системе централизованной разработки графика движения поездов и его нормативной базы должны решаться с использованием специально разрабатываемых программно-технологических комплексов. Основным из них является находящийся в промышленной эксплуатации ПТК схематической прокладки поездов на графике и согласования точек их передачи по стыковым пунктам. Его функциональные возможности в настоящий момент позволяют разрабатывать схематические графики движения:

- пассажирских поездов по стыковым пунктам дорог;

- пассажирских поездов с подробным расписанием, контролем точек проследования по любому пункту на маршруте следования, расчетом нор­мативного времени нахождения на участке;

- пассажирских и ряда категорий грузовых поездов с автоматизированным контролем точек проследования по любому пункту, использованием станционных путей по выделенным станциям с учетом расписаний поездов.

В дальнейшем намечено ввести учет предложений об изменении действующего графика на основе заданных приоритетов прокладки поездов различных категорий, технического оснащения и загрузки железнодорожных участков и станций, а также технического состояния инфраструктуры.

Наименования других комплексов и перечень решаемых ими задач приведены в таблице. Видно, что технологический процесс разработки графика движения поездов разделяется на стадии и фазы, каждой из которых соответствует свой программно-технологический комплекс, обеспечивающий информационный обмен и решение производственных задач.

Применение ПТК на всех этапах и уровнях разработки графика движения поездов и его нормативной базы полностью исключает ручную обработку и передачу информации. Кроме того, блочная структура программно-технологических комплексов позволяет вносить изменения и дополнения в отдельные программные блоки и массивы информации, не затрагивая работу других отлаженных комплексов, а также легко адаптировать ПТК к условиям работы конкретного региона сети или отдельной железной дороги.

Использование ПТК для обработки информации и решения производственных задач предполагает создание единой электронной базы данных нормативно-справочной и служебной информации, относящейся к графику движения поездов, а также согласованных форматов передачи данных и клиент-серверной архитектуры для всех программно-технологических комплексов, участвующих в процессе разработки графика и его нормативной базы. Формирование, хранение и актуализация единой электронной базы данных в реальном масштабе времени потребуют полного перехода на электронные формы документов, как на дорожном, так и на сетевом уровне управления.

Из приведенной на рис. 2.3 схемы информационно-технологического взаимодействия различных уровней управления в системе централизованной разработки графика движения поездов и его нормативной базы видно, что процесс поступления и обработки информации, содержащейся в электронных документах, распределен во времени. Для координации и планирования работы различных служб и подразделений, участвующих в подготовке нормативной базы и составлении на ее основе графика движения поездов, разработаны и используются оптимизационные методы сетевого планирования и управления. На их основе выявлены и оптимизиро­ваны технологические операции, определяющие сроки и общую продолжительность разработки графика, а также предложены методы ускорения и повышения устойчивости этого процесса.

Важным вопросом является ускорение разработки и согласования графиков. Идеальной средой для функционирования системы централизованной разработки графика движения поездов на базе компьютерных технологий и средств вычислительной техники является довольно широко распространенная в настоящее время технология видеоконференций. В данном случае предполагается, что руководство разработкой графика на сетевом уровне будет осуществляться без вызова представителей железных дорог в Москву. Рабочие места технологов-графистов дорог, инженеров по тяговым расчетам, специалистов пассажирских служб и других причастных работников оборудуют аппаратурой для видеоконференц-связи, подключат к соответствующим каналам передачи данных и объединят в единую систему централизо­ванной разработки графика движения поездов. Поскольку работники этих категорий, как правило, имеют в своем распоряжении средства вычислительной техники, а многие направления и участки сети дорог уже оснащены высокопроизводительными каналами связи, в том числе и волоконно-оптическими, стоимость оборудования одного рабочего места практически сведется к затратам на комплект для видеоконференц-связи.

Регламент системы централизованной разработки с применением такой технологии позволяет решать связанные с этим задачи путем использования персональных, региональных и сетевых видеоконференций в комплексе с доступом к общей компьютерной базе данных с удаленных терминалов всех участников.

Система централизованной разработки графика движения поездов и его нормативной базы на основе компьютерных технологий и средств вычислительной техники предполагает создание Центра разработкиграфика движения поездов (ЦГДП). Основными задачами Центра должны быть:

- разработка графика движения поездов по железным дорогам и сети в целом исходя из условия, что разработанный график и любые его варианты должны обеспечивать заданные эксплуатационно-технические характеристики, нормативы и показатели использования наличной пропускной и провозной способности при безусловном освоении предъявляемых объемов перевозок грузов и пассажиров с учетом заданных Департаментом управления перевозками размеров движения грузовых и пассажирских поездов, их весовых норм, маршрутов следования, плана формирования и порядка направления вагонопотоков, технической оснащенности станций и участков, технических характеристик и дислокации подвижного состава и наличного штата работников, связанных с движением поездов;

- организация и обеспечение всего комплекса производственных работ, связанных с подготовкой нормативной базы и разработкой графика движения поездов всех категорий, предусмотренных Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации, на основе применения компьютерных технологий, средств вычислительной техники и каналов передачи данных;

- выдача заданий и координация работы региональных и дорожных центров разработки графика движения поездов, научно-исследовательских, проектных и других организаций, участвующих в разработке графика и его нормативной базы.

Переход на новую концепцию разработки графика движения поездов является неизбежным следствием научно-технического прогресса и становления новых экономических отношений на железнодорожном транспорте. В ней полностью пересмотрен технологический процесс разработки графика и его нормативной базы, определен перечень задач, для решения которых целесообразно применение компьютерных технологий, пересмотрены и дополнены существующие формы входных и выходных документов, а также предложены новые, ранее не использовавшиеся в качестве документов информационные сообщения.

Концепция базируется на следующих основных принципах:

- сохранении централизованного руководства разработкой графика движения поездов на сетевом уровне при разработке нормативной базы и прокладке «ниток» графика на дорожном уровне;

- применении программно-технологических комплексов на всех этапах и уровнях разработки графика движения поездов и его нормативной базы, исключающих ручную обработку и передачу информации;

- создании единой нормативно-справочной информации, согласованных форматов передачи данных и клиент-серверной архитектуры для всех программно-технологических комплексов, участвующих в процессе разработки графика движения поездов и его нормативной базы;

- максимальном использовании существующих и перспективных каналов связи для передачи информации и реализации технологии видеоконференций для оперативного решения задач разработки и согласования графика движения поездов;

- применении методов сетевого планирования и управления процессом разработки графика движения поездов и его нормативной базы для оперативного контроля за ходом работ и оптимального распределения ресурсов;

- максимальной параллельности выполнения работ на дорожном уровне за счет предварительной разработки на уровне сети схематических графиков движения пассажирских и ускоренных грузовых поездов.

Внедрение новых технологий разработки графика и его нормативной базы позволит принимать взаимно увязанные решения по разным хозяйствам железнодорожного транспорта. Это даст возможность оптимизировать график движения поездов в целом, а не по отдельным позициям каждого из хозяйств, как это было ранее. Отраслевым хозяйствам будут известны их задачи и сроки выполнения.

В результате может быть претворен в жизнь новый принцип, соответствующий современному представлению о техническом обеспечении перевозочного процесса: уровень технических средств должен обеспечивать требования графика движения поездов. Появится возможность полной автоматизации процесса подготовки нормативной базы графика с последующей оценкой экономической эффективности принимаемых решений в зависимости от категорий линий, имеющейся инфраструктуры и ожидаемых объемов перевозок. Будут созданы предпосылки для поэтапного перехода к разработке графика движения поездов на полугодие, квартал, месяц, а в последующем и на более короткие периоды с учетом конъюнктуры и спроса на рынке транспортных услуг.

Однако до ввода системы централизованной разработки графика движения поездов в эксплуатацию потребуется изменить технологию работы департаментов и железных дорог, чтобы она соответствовала новым требованиям и обеспечивала прямое и бесперебойное поступление в систему необходимой информации в электронном виде. Придется разработать регламент, обеспечивающий департаментам реализацию закрепленных за ними функций. Для решения этого вопроса потребуются усилия достаточно большого коллектива специалистов различного профиля. При этом действующую систему разработки графика движения поездов нельзя отменять до тех пор, пока параллельно ей не будет сформирована и детально отлажена новая, полностью в функциональном и организационном планах заменяющая существующую, но основанная на новых принципах применения компьютерных технологий и вычислительной техники.