Баранов Леонид Аврамович – почетный профессор МИИТа, заслуженный деятель науки Российской Федерации, лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники, академик Академии Транспорта Российской Федерации, Академии Электротехнических наук Российской Федерации и Инженерной Академии Сербии, заведующий кафедрой «Управление и защита информации» МИИТ, доктор технических наук, профессор
ул. Образцова, д. 9, стр. 9, г. Москва, 127994
Leonid A. Baranov, Professor Emeritus of MIIT, Honoured Scientist of the Russian Federation, winner of the Russian Government’s Science and Technology Award, member of the Academy of Transportation of the Russian Federation, the Academy of Electrical Engineering of the Russian Federation, the Engineering Academy of Serbia, Head of Department of Management and Protection of Information MIIT, Doctor of Engineering, Professor,
9, bldg. 9 Obraztsova St., Moscow, 127994
Сафронов Антон Игоревич – доцент кафедры «Управление и защита информации», кандидат технических наук, доцент
ул. Образцова, д. 9, стр. 9, г. Москва, 127994
Anton I. Safronov, Senior Lecturer, Department of Management and Protection of Information, Candidate of Engineering, Associate Professor
9, bldg. 9 Obraztsova St., Moscow, 127994
Сидоренко Валентина Геннадьевна – профессор кафедры «Управление и защита информации, доктор технических наук, профессор
ул. Образцова, д. 9, стр. 9, г. Москва, 127994
Valentina G. Sidorenko, Chair Professor, Department of Management and Protection of Information, Doctor of Engineering, Professor
9, bldg. 9 Obraztsova St., Moscow, 127994
Цель. Предложить новый способ энергоэффективного составления плана перевозочного процесса для линий метрополитена. Под планом перевозочного процесса понимается составление графика движения пассажирских поездов, удовлетворяющего всем предъявляемым к нему требованиям и ограничениям, связанным с ежечасным выполнением заданной парности движения поездов, эффективным использованием пропускной и провозной способности рассматриваемой линии метрополитена, безопасностью движения транспортных средств, обеспечиваемой своевременно проводимой технической диагностикой единиц электроподвижного состава в форме текущих плановых ремонтов и осмотров в депо и/или линейных пунктах технического осмотра, комфортом для пассажиров, выражающемся в равномерности появлений электропоездов на станциях, что в свою очередь обеспечивает перераспределение пассажиропотоков на станциях и исключает избыточное скопление людей на платформах.
Методы. Применяются методы автоматизированного построения плановых графиков движения пассажирских поездов метрополитена, базирующиеся на использовании критериев равномерности интервалов движения поездов, а также равномерности распределения единиц электроподвижного состава при планировании переходных процессов, с последующим перераспределением времен сверхрежимных выдержек, введенных алгоритмом автоматизации, на времена хода по перегонам. Метод равномерности интервалов движения поездов базируется на минимизации суммы квадратичных отклонений интервалов по отправлению поездов по всем станциям для всех поездов. Метод равномерности транспортных средств внутри переходных процессов базируется на применении алгоритма целочисленного деления Евклида. При составлении статьи авторы учитывали наличие на линиях метрополитена систем различных уровней автоматизации, регламентированных международным стандартом IEC 62290-1:2014. Внимание уделено не только транспортным системам с высокоуровневым развитием средств автоматики, классифицируемым стандартом как GoA3 и GoA4, но и транспортным системам с низким развитием средств автоматики (они классифицируются как GoA0, GoA1 и GoA2).
Результаты. Предложенный в статье способ наглядно подтверждает сокращение расхода электроэнергии, затрачиваемой на тягу при движении поездов, пропорционально длительностям сверхрежимных выдержек, введенных в процессе работы алгоритмов автоматизации, заложенных в интеллектуальную автоматизированную систему построения плановых графиков движения пассажирских поездов метрополитена.
Выводы. Изложенный подход доказывает прямую зависимость энергоэффективности плана движения поездов от равномерности распределения управляющих воздействий по корректировке интервалов попутного следования поездов и длительностей введенных сверхрежимных выдержек, определению последовательностей вводимых / снимаемых единиц электроподвижного состава внутри переходных процессов, по рациональному размещению точек ночной расстановки на графике движения поездов метрополитена. Материалы, изложенные в статье, расширяют имеющуюся базу знаний в области автоматизации планирования перевозочного процесса на метрополитене, что, в свою очередь, предоставляет возможность для дальнейшего совершенствования методики построения интеллектуальных транспортных систем, учитывающих наличие внедренных систем автоведения поездов высоких уровней автоматизации (GoA3 и GoA4).
Aim. To suggest a new method of energy-efficient traffic planning for subways. Traffic planning is understood as passenger train scheduling in compliance with all the applicable requirements and restrictions involving hourly performance in terms of the specified number of handled train pairs, efficient use of the theoretical and practical capacity of a given subway line, safety of vehicle traffic ensured by timely technical diagnostics of the rolling stock in the form of scheduled repairs and inspections in depots and/or lineside technical inspection stations, passenger comfort expressed in the uniformity of train delivery to stations, which, in turn, ensures the redistribution of passenger flows at stations and prevents congestion on platforms.
Methods. The paper uses methods of automated construction of target metro train schedules that are based on the criteria of train spacing uniformity, as well as uniformity of rolling stock distribution in the process of transition planning, with subsequent redistribution of delay times defined by the automation algorithm over the station-to-station travel times. The method of uniform travel times is based on minimizing the sum of square deviations of departure times for all stations and all trains. The method of vehicle uniformity within transition processes is based on the application of the Euclidean integer division algorithm. When preparing the paper, the authors took into account the fact that metro lines feature systems of various levels of automation regulated by the IEC 62290-1-2014 international standard. Attention was paid not only to transportation systems with high degrees of automation (classified as GoA3 and GoA4 in the standards), but those with low automation (classified as GoA0, GoA1 and GoA2) as well.
Results. The method proposed in the paper clearly shows reduced power consumption associated with train traction that is proportional to the durations of delayed departures defined by the automation algorithms of the intelligent automated system for target metro train schedule construction.
Conclusions. The presented approach clearly indicates a direct correlation between the energy efficiency of a train schedule and the uniformity of distribution of control actions that adjust train spacing and the durations of the adopted delays, defines the sequences of added/removed units of rolling stock within transition processes, as well as rational night-time train allocation. The materials presented in the paper extend the available knowledge in the field of automation of metro train traffic planning, thus enabling further improvement of the methods of intelligent transportation system design that take into account the deployed highly automated train driving systems (GoA3 and GoA4).
The authors declare that there are no conflicts of interest present.