Выбор метода исследования станции

СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПОСТРОЕНИЯ

 

К настоящему моменту времени сложилось достаточно большое количество методов решения задач, возникающих на железнодорожном транспорте. Выделяют четыре критерия, которым должен удовлетворять метод расчета таких сложных систем, как железнодорожные станции:

а) хорошо отображать схему путевого развития станции, поскольку схема – это качественная характеристика станции, существенно влияющая на ее количественные показатели;

б) отображать технологию работы, так как она может не соответствовать схеме путевого развития, а взаимодействие технологии работы и схемы путевого развития влияет на показатели работы;

в) реагировать на случайные процессы;

г) учитывать управление в системе, поскольку выбор управляющего воздействия на систему зависит от реального ее состояния в данный момент времени. Вопросы управления особенно важно учитывать при отображении гибкого производственного процесса.

Многие сложившиеся к настоящему моменту методы расчета не учитывают или учитывают не в полной мере все вышеуказанные критерии.

Аналитический метод расчета. Этот метод не дает достоверной картины при исследовании работы системы, поскольку в рамках данного метода:

а) ограничены возможности при оценке взаимовлияния элементов и структурных параметров на работу системы;

б) сложность учета вероятностных характеристик;

в) невозможно рассмотреть в динамике процессы, происходящие в системе;

г) невозможно учесть управление в системе.

Графоаналитический метод. Наиболее характерным представителем метода является суточный план - график. Поз­воляет весьма полно учесть взаимосвязи между элементами системы. Наглядность получаемых результатов также является весомым плюсом в их применении на практике. Существенным недостатком этих методов является практи­ческая невозможность учета стохастичности транспортных систем, а также трудоемкость при использовании. К этому следует добавить, что результат расчета соответствует лишь одному варианту графика движения поездов на прилегающих к стации участках и принятой на станции технологии работы.

Модели теории массового обслуживания. Область применения этих моделей как метода расчета железнодорожных станций достаточно невелика. В рамках модели теории массового обслуживания невозможно учесть опытные знания об объекте исследования. К существенному недостатку данного метода исследования можно отнести практическую невозможность учета управления. Представление в моделях теории массового обслуживания потоков неуправляемыми является слишком большим огрублением реальности.

Математическое программирование нашло широкое применение в решении транспортных проблем. Сюда относятся задачи транспортного типа, более общие задачи линейного, нелинейного и динамического программирования. Наличие ограничений в них позволяет решать задачи условной оптимизации и дает возможность учесть ряд ограничений различного характера. Решение задачи восприни­мается как некоторая статическая оптимальная схема. Динамическое программирование применяется при решении задач многоэтап­ного развития железнодорожной сети, для сокращения размерности многовариантных задач (например, для расчета плана формирования). В то же время опыт применения моделей математического программирования показывает, что они имеют весьма ограниченное использование при анализе таких сложных систем, как железнодорожные станции. Основная причина заключается в большой взаимосвязи между элементами сложной системы. Необходимость формализации в конечном итоге единственного критерия, по которому происходит оптимизация, и формулировки ограничений приводит к слишком большому огрублению модели, отбрасыванию таких факторов, которые необходимо учитывать в практической работе.

Имитационное моделирование. К преимуществам имитационного моделирования перед другими методами расчета можно отнести:

а) возможность наиболее полного учета взаимосвязей, действующих в системе;

б) отображение влияния внутренней структуры на характер функционирования модели;

в) возможность неявного задания целевой функции и ограничений для сложной системы.

Однако имитационное моделирование обладает и недос­татками:

а) значительные затраты времени и труда в процессе создания модели;

б) из-за отсутствия универсальных методик и правил процесс создания каждой новой модели во многом уникален;

в) сложность решения задач оптимизации, поскольку решение, полученное при расчете на имитационной модели, всегда носит частный характер.

Таким образом, имитационное моделирование, по сравнению с другими методами, способно наиболее полно отображать сложные транспортные системы, какими являются железнодорожные станции. В настоящее время это наиболее адекватный способ их изучения на персональных электронно-вычислительных машинах.

Исходя из этих рассуждений, было принято решение, что для наиболее точного отображения работы станции «К» будем использовать имитационное моделирование. Для построения имитационной модели станции в дипломном проекте использовалась система автоматизированного построения имитационных моделей железнодорожных станций и узлов ИСТРА-САПР.