Повышение качества информационного обеспечения транспортно-телематических систем в городах и регионах: на примере диспетчерского управления пассажирским транспортом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.01, кандидат технических наук Ожерельев, Максим Юрьевич

• Ожерельев, Максим Юрьевич
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ожерельев, Максим Юрьевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ. ФОРМИРОВАНИЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Обзор отечественного и зарубежного опыта развития и использования транспортно-телематических систем на пассажирском транспорте.

1.2. Анализ структуры информационного обеспечения современных автоматизированных спутниковых радионавигационных систем диспетчерского управления пассажирским транспортом.

1.3. Обзор существующих научных подходов и методов информационного обеспечения технологических процессов м аршру тизированного транспорта.

1.4. Формулировка цели и задач исследования. Выводы по первой главе.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Классификация теоретических подходов к сбору и обработке информации, поступающей в транспортно-телематическую систему диспетчерского управления пассажирскими перевозками. Формулировка научной гипотезы.

2.2. Математическое описание основных принципов информационного обеспечения автоматизированных систем диспетчерского управления пассажирским транспортом.

2.3. Разработка непрерывной математической модели процесса движения транспортного средства по маршруту пассажирского транспорта на основе использования средств транспортной телематики и спутниковой навигации.

2.4. Разработка теоретического аппарата сравнительной оценки показателей качества информационного обеспечения автоматизированных систем диспетчерского управления.

ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ.

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Разработка методики экспериментальных исследований.

3.2. Описание объекта экспериментального исследования.

3.3. Проведение экспериментальных исследований по сравнительной оценке качества информационного обеспечения автоматизированных систем диспетчерского управления, построенных на основе релейной и импульсной моделей.

3.4. ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ.

4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ.

4.1. Разработка методики формирования исходной информации в диспетчерской системе, построенной на основе использования непрерывной математической модели процесса движения транспортного средства по маршруту пассажирского транспорта.

4.2. Решение задачи по использованию непрерывной математической модели процесса движения транспортного средства по маршруту пассажирского транспорта для информационного обеспечения процессов оперативного диспетчерского управления.

4.3. Разработка рекомендаций по практическому применению непрерывной математической модели процесса движения транспортного средства по маршруту пассажирского транспорта в подсистеме информирования пассажиров.

4.4. Оценка показателей экономической эффективности и социальной значимости мероприятий по повышению качества информационного обеспечения транспортно-телематических систем диспетчерского управления пассажирским транспортом.

4.5. ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение качества информационного обеспечения транспортно-телематических систем в городах и регионах: на примере диспетчерского управления пассажирским транспортом»

В последние годы рост производства в РФ и, вследствие этого, возросшая «неравномерная» (в течении суток) подвижность населения вызывают необходимость более оперативно и полно удовлетворять растущие требования к работе общественного пассажирского транспорта. Данное положение усугубляется массовой автомобилизацией, вызывающей перенасыщение городских магистралей транспортом и автомобильные заторы, что существенно снижает эффективность работы общественного транспорта. Одной из важнейших задач в данном случае является совершенствование методов и средств оперативного диспетчерского управления перевозочным процессом. Сегодня это обеспечивается на основе создания современных транспортно-телематических систем (ТТС) пассажирского транспорта, базирующихся на применении спутниковых навигационных технологий.

В настоящее время в городах и регионах России создаются автоматизированные системы диспетчерского управления пассажирским транспортом на базе спутниковой навигации. Основная часть работ ведется под методическим руководством Минтранса России в рамках Федеральной целевой программы по использованию глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах гражданских потребителей. Процесс характеризуется положительной динамикой: если в конце 90-х внедрялось не более 2-3 систем в год, то сейчас - ежегодно 10—15.

Однако, несмотря на появившиеся возможности спутниковой навигации и телематических устройств, существующая технология оперативного диспетчерского управления по-прежнему основана на дискретном анализе характеристик движения маршрутизированного транспорта (только по контрольным пунктам).

В сложившихся условиях, для эффективного применения средств глобальной спутниковой навигации на пассажирском транспорте при решении задач оперативного диспетчерского управления и информирования пассажиров, необходимо формирование научно-методологических, технологических и технических подходов, направленных на повышение качества информационного обеспечения ТТС, что и определяет актуальность темы исследования.

Объектом исследования является автоматизированная радионавигационная система диспетчерского управления пассажирским транспортом (АСУ «Навигация»).

Предметом исследования является навигационная информация, способы её обработки и использования в транспортно-телематической системе пассажирского транспорта.

Целью исследования является повышение эффективности диспетчерского управления пассажирским транспортом за счет повышения качества информационного обеспечения автоматизированной радионавигационной системы диспетчерского управления.

Направление исследования: информационно-технологическое обеспечение процессов диспетчерского управления пассажирским транспортом и информационного обслуживания пассажиров в городах и регионах.

Основные задачи исследования:

1) Анализ и классификация структуры информационного обеспечения современных автоматизированных радионавигационных систем диспетчерского управления пассажирским транспортом.

2) Разработка методов и математических моделей оценки характеристик движения пассажирского транспортного средства по маршруту.

3) Формирование критериев оценки качества информационного обеспечения транспортно-телематических систем по предложенным моделям.

4) Сбор и обработка статистических данных, проведение экспериментальных исследований по сравнительной оценке качества информационного обеспечения автоматизированных систем диспетчерского управления пассажирским транспортом.

5) Разработка рекомендаций по практическому применению разработанных методов и математических моделей в транспортно-телематических системах пассажирского транспорта и их реализация на объекте исследования.

Научная новизна заключается:

1. В предложенной классификации и формализованном описании подходов к сбору и обработке информации в транспортно-телематических системах - в рамках технологических процессов диспетчерского управления пассажирским транспортом и информационного обслуживания пассажиров.

2. В разработанной непрерывной математической модели процесса движения транспортного средства по маршруту пассажирского транспорта и предложенном методическом подходе по использованию навигационных данных для ее формирования.

3. В предложенном методическом подходе к сравнительной оценке качества информационного обеспечения автоматизированных систем диспетчерского управления пассажирским транспортом.

Достоверность результатов проведенных в работе исследований подтверждается обоснованностью применения математических методов при обработке статистической информации координатно-временного и навигационного обеспечения (КВНО), собранной на объекте внедрения, а также высокой сопоставимостью теоретических и экспериментальных результатов.

На защиту выносятся;

- непрерывная математическая модель процесса движения транспортного средства по маршруту пассажирского транспорта;

- методический подход к сравнительной оценке качества информационного обеспечения автоматизированных систем диспетчерского управления пассажирским транспортом;

- методические рекомендации по использованию непрерывной математической модели процесса движения транспортного средства по маршруту пассажирского транспорта.

Практическая ценность заключается в разработке методических рекомендаций по использованию непрерывной математической модели процесса движения транспортного средства по маршруту пассажирского транспорта для диспетчерского 'управления и в подсистемах информирования пассажиров.

Внедрение и реализация результатов работы.

Проделанная работа явилась составляющей частью автоматизированной радионавигационной системы диспетчерского управления АСУ «Навигация», внедренной и промышленно эксплуатируемой в ГУЛ «Мосгортранс», а также в других городах и регионах России (80 городов, расположенных в 27 регионах).

Основные результаты исследований приняты к использованию на уровне ЗАО «НПП Транснавигация» (г. Москва), ГУП «Мосгортранс», а также Минтранса России и Минтранса Московской области. .

Полученные теоретические результаты приняты к использованию в учебном процессе МАДИ (ГТУ) кафедрой «Транспортная телематика» по дисциплинам специальностей направления 653300 «Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования».

Апробация работы. Результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ (ГТУ), г. Москва 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007 и 2008 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, общим объемом 8.8 п.л., в том числе 3 статьи, включенные в Перечень ведущих рецензируемых научных изданий ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка из 140 наименований и 3 приложений. Объем работы: 156 стр. печатного текста, 55 рисунков, 11 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Транспортные и транспортно-технологические системы страны, ее регионов и городов, организация производства на транспорте», Ожерельев, Максим Юрьевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Системный анализ научных подходов и практических методов диспетчерского управления пассажирским транспортом показал, что в современных условиях напряженного транспортного потока отсутствие оперативной информации о текущем состоянии перевозочного процесса приводит к неэффективному диспетчерскому управлению и недостаточному качеству информационного обслуживания пассажиров.

2. Предложена классификация моделей сбора и обработки информации, поступающей в транспортно-телематические системы, включающая релейную, «псевдоимульсную» и импульсную модели, в основу которых положены принципы работы релейных и импульсных систем автоматического управления.

3. Традиционные системы диспетчерского управления, реализованные на базе релейной модели, в которых информация поступает дискретно (только на контрольных пунктах), могут эффективно работать исключительно в условиях ненапряженного транспортного потока.

4. В современных диспетчерских системах, в условиях бурного развития автомобилизации, необходим переход к импульсной модели сбора и обработки оперативной информации, для реализации которой была разработана непрерывная математическая модель процесса движения транспортного средства по маршруту.

5. Современный уровень развития спутниковых навигационных систем позволяет активно использовать новые методы сбора и обработки данных координатно-временного и навигационного обеспечения для реализации разработанной импульсной модели при решении задач оперативного диспетчерского управления пассажирским транспортом.

6. Сравнительная оценка критериев качества информационного обеспечения транспортно-телематических систем пассажирского транспорта, полученная на основе разработанного математического аппарата, показала:

- частота поступления информации о текущем состояний перевозочного процесса в импульсной модели всегда выше чем в релейной, так как данные от транспортного средства поступают в ней периодически не реже чем 2 раза в минуту, а не только при прохождении контрольных пунктов, что составляет не более 4-7 раз за рейс;

- применение импульсной модели сбора и обработки данных обеспечивает повышение точности прогнозирования состояний перевозочного процесса в среднем на 33% - при отставании транспортного средства от расписания и на 65% - при опережении.

7. Разработана методика и реализованы основные алгоритмы практического использования непрерывной математической модели процесса движения транспортного средства по маршруту в структуре информационного обеспечения АСУ «Навигация» при решении технологических задач диспетчерского управления пассажирским транспортом, а также в подсистеме информирования пассажиров.

8. Дальнейшие исследования целесообразно проводить в направлении использования разработанных моделей для повышения автоматизации функций оперативного диспетчерского управления и развития дополнительных сервисов, учитывающих оперативные изменения расписаний движения в зависимости от динамического изменения пассажиропотоков и внешних условий.

146

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ожерельев, Максим Юрьевич, 2008 год

1. Андрианов В. ГИС на транспорте / В. Андрианов // ArcReview. Современные геоинформационные технологии. - №1. — 2003.

2. Астрономический календарь (постоянная часть), издание седьмое М: Наука, 1981 - 718 с.

3. Афанасьев Л.Л., Островский Н.Б., Цукерберг С.М. Единая транспортная система и автомобильные перевозки. М.Транспорт, 1984. - 200 с.

4. Афанасьев Л.Л., Цукерберг С.М. Автомобильные перевозки, М., Транспорт, 1973.

5. Багдасаров A.M. Пассажирский автомобильный транспорт и организация его работы за рубежом / A.M. Багдасаров, И.А. Цеханович. М.: МАДИ, 1983.-100 с.

6. Блатнов М.Д. Пассажирские автомобильные перевозки / М.Д. Блатнов. — М.: Транспорт, 1981.-222 с.

7. Богумил В.Н. Как решить проблему обеспечения безопасного функционирования наземного пассажирского транспорта//Информост № 6 1999. стр. 40-42.

8. Большаков A.M., Кравченко Е.А., Черникова С.Л. Повышение качества обслуживания пассажиров и эффективности работы автобусов. М., Транспорт, 1981.

9. Бургонский А.С., Климова Е.В. Математические модели систем управления и навигации — СПб.: Межвузовский сборник

10. Валеев М.А. Городская система позиционирования, мониторинга и диспетчеризации подвижных объектов на основе метода перекрывающихся зон : Автореф. дис. канд. техн. наук, 2004 Казань

11. Варелопуло Г.А. Организация движения и перевозок на городском пассажирском транспорте / Г.А. Варелопуло.- М.: Транспорт, 1990. -252 с.

12. Вентцель А.Д. Курс теории случайных процессов. М.: Наука Физматлит. 1996

13. Вильсон А.Д. Энтропийные методы моделирования сложных систем / А.Д. Вильсон. -М.: Наука, 1978. 248 с.

14. Власов В. Автоматизированные спутниковые радионавигационные системы на наземном транспорте//Мир связи «CONNECT», № 4 1999 г., стр. 42-44.

15. Власов В.М., Алексеев В.А., Лексин А.В., Насонов В.Н., Корабельщиков Р.В. Комбинированная радионавигационная система диспетчеризации и управления наземным транспортом (статья) / Журнал «Мобильные системы», М., 2003, №9.

16. Власов В.М., Богумил В.Н. Всевидящий глаз системы «ГЛОНАСС»// Автоперевозчик, №3 2000 г., стр. 68-69.

17. Власов В.М., Ефименко Д.Б., Жанказиев Использование ГИС в технологии диспетчерского управления маршрутизированным транспортом. М., МАДИ (ГТУ), 2007.

18. Власов В.М., Жанказиев С.В., Николаев А.Б., Приходько В.М. Телематика на автомобильном транспорте —М.: МАДИ, 2003 г. — 173 с.

19. Власов В.М., Николаев А.Б., Постолит В.М. Информационные технологии на автомобильном транспорте / под общ. Ред. В.М. Приходько; МАДИ (ГТУ). М.: Наука, 2006. - 283 с.

20. Власов В.М., Финько В.И. Employment of Telematics in Urban Transport in Russia (тезисы) / Материалы Международной конференции «ITS», Прага, Чехия, 2003 г.

21. Внуков А. Б., Кульнев В. В. Спутниковые системы навигации и слежения за наземным транспортом. "Системы безопасности, связи и телекоммуникаций", № 34, июль — август 2000 г.

22. Вощин А.П., Сотиров Г.Р. Оптимизация в условиях неопределенности. -М.: МЭИ, 1989.-224 с.

23. Герами В.Д. Организация и управлении городскими пассажирскими автомобильными перевозками М.: МАДИ, 1994. - 142 с.

24. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС. Под ред. В. Н. Харисова, А.И. Перова, В.А. Болдина. М.: ИПРЖР, 1998.

25. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистики. М.: Высш. шк., 1997. — 400с.

26. Гомоненко, Ю.В. Совершенствование управления автобусными перевозками в городах с прямоугольно-линейной планировочной структурой (на примере г. Красноярска): автореф. дис. канд. техн. наук. -М.: 2004.

27. ГОСТ Р 52113-2003 Услуги населению. Номенклатура показателей качества. Госстандарт России. Введен в действие постановлением Госстандарта России 25.12.1996 г. №701. ИПК Издательство стандартов. 1997.

28. ГОСТ 24.202-80. «Система технической документации на АСУ. Требования к содержанию документа «Технико-экономическое обоснование создания АСУ».

29. ГОСТ 24.202-80. «Система технической документации на АСУ. Требования к содержанию документа «Технико-экономическое обоснование создания АСУ».

30. ГОСТ 34.003-90. «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения».

31. ГОСТ 34.201-89. «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем».

32. ГОСТ 34.401-90. «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Средства технические периферийные37.