Конспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом» icon

Конспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом»




Скачати 493.25 Kb.
НазваКонспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом»
Сторінка1/4
Дата30.06.2012
Розмір493.25 Kb.
ТипКонспект
  1   2   3   4


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ


ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА


КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ


з дисципліни


«Системи управління транспортом»


(для студентів 5 курсу всіх форм навчання

напряму підготовки 1004 «Транспортні технології»)


Харків – ХНАМГ- 2007


Конспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом» (для студентів 5 курсу всіх форм навчання напряму підготовки 1004 «Транспортні технології»). Авт.: В.С. Віниченко – Харків: ХНАМГ, 2007. – 44 с.


Автор: В. С. Віниченко


Рецензент: доц. А.М. Горяїнов


Рекомендовано кафедрою транспортних систем і логістики, протокол №2 від 14. 09. 2006 р.


ВСТУП


В умовах зростання у великих містах України обсягів пасажирських перевезень і розвитку конкуренції між транспортними підприємствами актуальною проблемою стає удосконалення системи управління транспортними процесами. Вирішення завдання підвищення якості транспортного обслуговування жителів міст і ресурсозбереження на транспорті вимагає створення систем управління з адаптивними властивостями, що передбачає реалізацію принципу відповідності пропозиції потребам у транспортних послугах, врахування зовнішніх і внутрішніх умов функціонування транспортної системи міста.

Метою дисципліни «Системи управління транспортом» є набуття студентами теоретичних знань та практичних умінь з організації контролю та управління перевізним процесом, визначення показників якості транспортного обслуговування населення міст.

Навчальний план підготовки спеціалістів передбачає проведення лекційних та практичних занять з даної дисципліни.

У результаті вивчення дисципліни студенти повинні:

- знати: класифікацію, мету та завдання системи управління, принципи побудови структури системи управління і розподілу основних функцій між її елементами, способи визначення показників якості транспортного обслуговування;

- уміти: контролювати правильність виконання технологічного процесу, розподіляти завдання між персоналом системи оперативного управління, обирати коригуючі дії в разі відхилення технологічного процесу від плану і доводити їх до виконавців;

- мати уявлення про напрямки розвитку й вдосконалення систем управління транспортом.

ЛЕКЦІЯ 1


^ ПОНЯТТЯ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ


Мета заняття - засвоєння значень основних термінів і визначень, що використовуються при вивченні дисципліни.


Система управління – сукупність технологічного об'єкта управління (ТОУ) й управляючої системи, дія якої спрямована на підтримку або поліпшення роботи об'єкта управління (рис. 1.1).




Рис. 1.1 - Структурна схема системи управління

Явище реального світу, назване технологічним об'єктом управління, розглядається шляхом завдання взаємозв'язку між зовнішніми впливами й характеристиками стану явища. Перші йменуються входами, другі – виходами об'єкта. Частина входів передбачається керованими, частина - некерованими збурюваннями. Формальний опис зв'язку між входами й виходами називається математичною моделлю об'єкта управління.

^ Технологічний об'єкт управління являє собою сукупність основного технологічного устаткування і інструкцій, відповідно до яких виконується технологічний процес. Наприклад, якщо розглядається система управління маршрутом міських пасажирських перевезень, то технологічним об'єктом управління буде сукупність траси маршруту, транспортних засобів, що працюють на маршруті, і інструкцій, відповідно до яких виконується транспортний процес - «Правила дорожнього руху», Інструкція з експлуатації даного виду транспорту й інші нормативні документи.

Об'єкти управління підрозділяють на стійкі й нестійкі.

Якщо нестійкий об'єкт під дією зовнішніх або внутрішніх факторів (збурювань) виходить зі стану рівноваги, то його вихідна функція прагне до нескінченності або до нуля. Для того, щоб підтримувати нестійкий об'єкт у стані рівноваги, необхідна система управління.

Стійкий об'єкт при закінченні впливу збурювань буде автоматично повертатися у вихідний стан.

Збурювання не є заздалегідь відомими. Може бути відомий лише діапазон їхньої можливої зміни або на основі спостережень установлені імовірнісні закономірності, яким вони підкоряються. При виборі управляючих впливів треба враховувати невизначеність збурювань, орієнтуючись на найгірше їхнє сполучення (принцип гарантованого результату) або середнє значення за безлічу збурювань із урахуванням імовірності їхньої появи (принцип очікуваного результату). При управлінні реальними виробничими об'єктами, як правило, передбачається, що управляючі впливи можуть вибиратися з деякої безлічі припустимих варіантів.

Управління є процесом, що розвивається в часі. Управляти означає приймати рішення і контролювати їхнє виконання. Таким чином, вибір управляючих впливів є вибором послідовності рішень і способів контролю.

Основні принципи формування управлінь:

а) ^ Принцип програмного управління. Якщо властивості об'єкта управління повністю відомі, так само як і зовнішні збурювання, а ціль управління досяжна, то заздалегідь розраховується закон зміни управління в часі - програма, що жорстко реалізується. По суті, рішення тут приймається однократно, відразу на весь період виконання завдання по досягненню поставленої мети.

б) ^ Принцип управління за збурюванням. Якщо збурювання невідомі, але можуть стати відомими й можуть бути обмірювані до моменту оперативного прийняття рішень, то управління формується як функція збурювань.

в) ^ Принцип зворотного зв'язка за станом. Якщо можливий вимір тільки стану об'єкта управління, то, одержуючи інформацію про його стан, можна виправляти закон управління. Тут управління виявляється залежним від поточного стану об'єкта, а точніше - від отриманої інформації.

На практиці при управлінні транспортними системами зазначені три принципи

комбінуються: на основі наближеного опису об'єкта й зовнішньої ситуації складається програма управління і розраховується процес зміни стану об'єкта в часі, після чого програмне управління коригується з урахуванням поточної інформації про зовнішні збурювання і відхилення дійсного стану об'єкта від запланованого. Відповідно до цього розглядають планове й оперативне управління.

Основні функції системи оперативного управління: збирання інформації про поточний стан об’єкта управління, аналіз отриманої інформації і визначення наявності порушень у ході технологічного процесу, формування управляючих впливів (команд) та доведення їх до виконавців.

Контрольні запитання

  1. Дайте визначення системи управління.

  2. Що являє собою технологічний об'єкт управління?

  3. До якого виду об'єктів управління Ви віднесете транспортне підприємство?

  4. Назвіть і охарактеризуйте основні принципи формування управлінь.

  5. Який, на Вашу думку, можна застосувати принцип управління до транспортного підприємства з міських пасажирських перевезень.


ЛЕКЦІЯ 2


^ КЛАСИФІКАЦІЯ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ


Мета заняття - придбання теоретичних знань про види систем управління, що застосовуються для управління транспортними процесами, і ознаки, за якими здійснюється їхня класифікація, ознайомлення з основними напрямками розвитку систем управління на транспорті.


Залежно від характеру функціонування об'єкта управління всі системи підрозділяють на детерміновані й стохастичні (ймовірнісні) (табл. 2.1).

Таблиця 2.1 - Класифікація систем управління

Ознака

Вид систем управління

1. Характер функціонування

- детерміновані

- стохастичні (ймовірнісні)

2. Структура системи

- централізовані

- децентралізовані

- змішані

3. Функціональне призначення

- системи стабілізації

- системи, що стежать

- системи програмного управління

4. Складність системи

- прості

- складні

- дуже складні

5. Кількість рівнів керування

- однорівневі

- багаторівневі (ієрархічні)

6. Топологія

- зосереджені

- розосереджені

7. Ступінь автоматизації

- системи диспетчерського управління

- автоматизовані системи

- автоматичні


У детермінованих системах управління закон зміни об'єкта управління в часі відомий. Він може бути виражений, наприклад, аналітичним рівнянням, таблицею або графіком.

Стохастичними є такі системи управління, в яких зміни параметрів об'єкта управління в часі мають випадковий характер. Управляти стохастичними системами значно складніше, ніж детермінованими.

Важливе значення в управлінні транспортними процесами має структура системи управління. Структура – це сукупність елементів, що утворюють систему, і зв'язки між ними. Системи управління залежно від їхньої структури підрозділяють на централізовані, децентралізовані й змішані.

У централізованих системах управління всіма підсистемами (ПС) об'єкта управління здійснюється з єдиного центрального диспетчерського пункту (ЦДП) (рис. 2.1). Достоїнством такої системи управління є можливість швидкого усунення збоїв у роботі будь-якої підсистеми або мінімізація їхніх наслідків.



Рис. 2.1 - Централізована структура системи управління


Істотним недоліком централізованої системи управління є те, що при виході з ладу ЦДП порушується робота всього технологічного об'єкта управління.

У децентралізованих системах кожною підсистемою управляє окремий диспетчерський пункт (ДП) (рис. 2.2). Децентралізовані системи є більш надійними в порівнянні з централізованими, але вимагають більших витрат на їхню реалізацію.



Рис. 2.2 - Децентралізована структура системи управління


Змішана структура системи управління застосовується в тому випадку, якщо технологічний об'єкт управління неможливо повністю розділити на окремі взаємно незалежні підсистеми (рис. 2.3).




Рис. 2.3 - Змішана структура системи управління

Для управління транспортними процесами застосовують головним чином централізовані системи управління.

Залежно від функціонального призначення системи управління підрозділяють на системи стабілізації, системи, що стежать, й системи програмного управління.

Системи стабілізації призначені для підтримки вихідних характеристик об'єкта управління на заданому рівні при будь-якій зміні вхідних змінних.

Системи, що стежать, відслідковують поточне значення вихідних характеристик об'єкта управління й лише сигналізують про досягнення ними граничних (гранично припустимих) значень. Системи такого типу застосовують для управління стійкими об'єктами.

У системах програмного управління формування управляючих дій відбувається відповідно до заздалегідь розрахованої програми. Такою програмою може бути, наприклад, наряд на випуск транспортних засобів на маршрутну систему, графік руху транспортного засобу й т.д.

Складність системи оцінюється кількістю елементів, з яких вона складається. Прийнято вважати, що системи з кількістю елементів до10 (включно) є простими, більше 10 і до 1000 – складними, більше 1000 – дуже складними. Необхідно відзначити, що такий розподіл має умовний характер і в деяких окремих випадках може бути іншим.

Залежно від кількості рівнів управління розрізняють однорівневі й багаторівневі (ієрархічні) системи управління. Кількість рівнів управління визначається складністю системи: однорівневі - прості, багаторівневі - складні й дуже складні. Органи управління вищих рівнів здійснюють вплив на об'єкт управління не прямо, а через елементи управління нижчестоящого рівня. Багаторівнева структура визначає й доцільний порядок прийняття рішень: більш часте - на нижньому рівні, менш часте - на верхньому рівні управління.

Сучасний етап розвитку систем управління транспортними процесами пов'язаний з переходом від централізованих систем до децентралізованих. Одним з напрямків децентралізації систем управління є топологічна децентралізація об'єкта управління, що означає територіальний розподіл процесу або системи на локальні підсистеми, тобто створюється розподілена система управління. У розподілених системах прийняті три основні топологічні структури організації взаємодії підсистем: радіальна, кільцева й магістральна.

Залежно від ступеня автоматизації процесів управління розрізняють системи диспетчерського управління, автоматизовані й автоматичні системи управління. У системах диспетчерського управління аналіз інформації про стан об'єкта управління і формування команд здійснюються диспетчером (оператором). Обмежені можливості людини з обробки інформації визначають використання систем такого типу для управління простими системами.

^ Автоматичні системи функціонують без участі людини. Це найбільш складні системи за своїм технічним влаштуванням.

Управління більшістю транспортних процесів поки нездійсненне або неефективне без участі людини. Сама ж участь людей на різних рівнях управління неминуче робить завдання управління такими, що не можуть бути повністю формалізованими, а отже, це призводить до нездійсненності і їх повної автоматизації. У зв'язку з цим на транспорті одержали поширення автоматизовані системи управління (АСУ), які є людино - машинними системами, призначеними для збору інформації про стан об'єкта управління, аналізу цієї інформації й приведення об'єкта управління в оптимальний стан відповідно до прийнятого критерію оптимізації. Прикладами таких систем є автоматизовані системи управління дорожнім рухом (АСУД), автоматизовані системи диспетчерського управління ( АСДУ) міськими пасажирськими перевезеннями.


Контрольні запитання

  1. За якими ознаками класифікують системи управління?

  2. У чому полягає відмінність централізованої системи управління від децентралізованої?

  3. В яких випадках створюється багаторівнева система управління?

  4. Які функції виконує диспетчер у системі диспетчерського управління?

  5. В яких напрямках відбувається розвиток систем управління на транспорті в сучасних умовах?


ЛЕКЦІЯ 3


^ ЦІЛЬ І ЗАВДАННЯ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ


Мета заняття - придбання теоретичних знань, що дозволяють вибрати цільову функцію системи управління транспортними процесами.


Учасниками транспортного процесу є пасажири й транспортні підприємства (рис. 3.1). ^ Метою діяльності підприємств транспорту є повне задоволення потреб населення і суспільного виробництва в перевезеннях.

Досягнення зазначеної мети на міському пасажирському транспорті передбачає послідовне вирішення наступного комплексу завдань:

  1. виконання зонування території міста;

  2. складання матриці пасажирських кореспонденцій між зонами;

  3. вибір раціональних видів транспорту для забезпечення транспортних зв'язків між зонами;

  4. прокладка раціональних трас маршрутів і оптимальне розміщення зупиночних пунктів;

  5. розрахунок потрібної кількості транспортних засобів для забезпечення заданих обсягів пасажирських перевезень;

  6. складання нарядів на випуск транспортних засобів і графіків руху;

  7. забезпечення контролю за рухом транспортних засобів на маршрутах і усунення порушень графіків руху;

  8. збір і аналіз статистичних даних про виконання планів перевезення пасажирів, розробка заходів щодо їхнього вдосконалювання.





Рис. 3.1. - Схема взаємодії учасників транспортного процесу


Завдання 1 - 6 відносяться до планового управління, завдання 7,8 – до оперативного управління рухом.

Робота міського пасажирського транспорту, який виконує масові перевезення, здійснюється відповідно до заздалегідь складених графіків руху. У результаті дії внутрішніх і зовнішніх збурювань на транспортну систему, наприклад недовипуск транспортних засобів, виникнення несправностей у шляховому й дорожньому господарстві, системі енергопостачання й т.п. функціонування системи відхиляється від заданого режиму. Для усунення збоїв у роботі транспорту і мінімізації їхніх наслідків використовують методи диспетчерського управління, спрямовані на точне виконання розкладів руху.

Залежно від ступеня впливу розрізняють збурювання локальні й глобальні. До локальних збурювань відносять відхилення від графіків руху окремих транспортних засобів, короткочасні затримки руху на вулично-дорожній мережі через затори, дорожньо – транспортні пригоди (ДТП) . Вони не змінюють основні параметри функціонування транспортної системи і їх можна компенсувати тими засобами, які в цей момент часу перебувають на маршрутах.

До глобальних відносять збурювання, які змінюють на тривалий період один або кілька параметрів транспортної системи, наприклад, недовипуск транспортних засобів із транспортних підприємств, схід з лінії через технічну несправність одного або декількох транспортних засобів, різка зміна погодних умов, закриття для руху окремих ділянок вулично - дорожньої мережі. Такі збурювання призводять до необхідності зміни режимів руху, залучення додаткових засобів до тих, що є на маршрутній системі. Слід зазначити, що глобальні збурювання не є більш істотними, ніж локальні, тому що вони становлять лише незначну частину в загальній кількості збурювань. Основною причиною зниження рівня транспортного обслуговування населення є саме локальні збурювання у зв'язку з високою частотою їхнього прояву.

^ Цільова функція системи управління міського пасажирського транспорту має вигляд:

F = D – R – W , (3.1)


де D – дохід транспортних підприємств від надання транспортних послуг; ^ R – витрати на виконання перевезень; W – вартісний еквівалент рівня (якості) транспортного обслуговування.

Цільова функція повинна враховувати інтереси як пасажирів, так і транспортних підприємств. Задоволення інтересів пасажирів вимагає перед усім виконання перевезень та забезпечення певної якості транспортних послуг. У свою чергу, задоволення інтересів перевізників потребує встановлення економічно обґрунтованого тарифу і запровадження ефективного способу збирання с пасажирів плати за проїзд і виконання перевезень з найменшою собівартістю. Подібним чином можна провести подальшу декомпозицію процесу досягнення кінцевої мети до рівня елементарних задач, тобто побудувати дерево цілей системи управління (рис. 3.2).


Задоволення потреб населення у перевезеннях



Задоволення

інтересів пасажирів

Задоволення

інтересів перевізників



Виконання

перевезень

Якість

перевезень

Платня

за проїзд

Собівартість

перевезень



Рис. 3.2 – Дерево цілей системи управління пасажирськими перевезеннями


Конкретний вид цільової функції залежить від способу формування її складових і може бути різним для різних видів транспорту, транспортних підприємств різної форми власності та інших особливостей їхнього функціонування.

Контрольні запитання

1. Яка мета діяльності підприємств транспорту?

2. Які завдання планового й оперативного управління повинні бути вирішені для досягнення основної мети діяльності підприємств транспорту?

3. У чому складається відмінність локальних збурювань у транспортному процесі від глобальних?

4. Наведіть математичне вираження цільової функції системи управління міськими пасажирськими перевезеннями й поясніть його зміст.

5. Побудуйте дерево цілей системи управління міськими пасажирськими перевезеннями.


ЛЕКЦІЯ 4


^ РІВНІ УПРАВЛІННЯ ТРАНСПОРТОМ


Мета заняття - придбання теоретичних знань про принципи формування багаторівневої системи управління міським пасажирським транспортом і розподіл функціональних завдань між рівнями управління в такій системі.


У великих містах, що мають кілька видів міського пасажирського транспорту, система оперативного управління пасажирськими перевезеннями будується за ієрархічним принципом. Кількість рівнів управління залежить від розгалуженості маршрутної системи, величини випуску транспортних засобів на маршрутну систему, числа транспортних підприємств та інших факторів.

^ Перший (нижній ) рівень системи управління охоплює лінійний персонал, якому безпосередньо підпорядковані водії транспортних засобів, - диспетчерів транспортних підприємств з випуску, диспетчерів кінцевих станцій і проміжних контрольних пунктів. На даному рівні вирішується завдання з контролю за випуском на лінію та виконанням графіків руху на маршрутах окремих транспортних засобів.

^ Другий рівень системи управління охоплює маршрутних диспетчерів,

які контролюють дотримання планів випуску й графіків руху транспортних засобів, на закріплених за ними маршрутах. При необхідності у разі порушень графіків руху, за вказівками вищестоящого рівня маршрутні диспетчери виконують заходи щодо регулювання руху.

^ Третій рівень системи управління охоплює центральних диспетчерів за видами транспорту, наприклад центральних диспетчерів по трамваю, тролейбусу, автобуса й т.д. На цьому рівні управління здійснюється контроль за випуском транспортних засобів даних видів транспорту, виконанням графіків руху, при необхідності вирішуються завдання координації роботи окремих маршрутів у межах маршрутної системи окремих видів транспорту.

^ Четвертий рівень системи управління - це рівень старшого центрального диспетчера, якому підпорядковані центральні диспетчери видів транспорту. Старший центральний диспетчер є єдиним розпорядником руху на всій маршрутній системі, контролює виконання планів перевезення пасажирів окремими видами транспорту, при необхідності організує координацію їхньої роботи, підтримує зв’язок з центральними диспетчерами інших комунальних служб міста.

Залежно від конкретних умов функціонування транспортної системи міста, технічного рівня застосованої управляючої системи можлива зміна ієрархії системи управління, наприклад, шляхом об'єднання деяких рівнів управління з перерозподілом обов'язків між рівнями, що залишилися. Так, при впровадженні на пасажирському транспорті АСДУ й наявності засобів мовного зв'язку між маршрутними диспетчерами й водіями перший рівень системи управління може бути скасований, а завдання диспетчерів першого рівня передані маршрутним диспетчерам.

Транспортні підприємства у своїй діяльності підпорядковуються органам державного управління - Міністерство транспорту, Державні комітети, органи місцевого самоврядування і т.д. Ці органи утворюють наступні, більш високі рівні управління транспортною галуззю.

Контрольні запитання

  1. Від яких факторів залежить кількість рівнів управління транспортною системою міських пасажирських перевезень?

  2. Які рівні управління виділяють у системі оперативного управління міськими пасажирськими перевезеннями?

  3. Які завдання вирішуються на нижньому рівні управління міськими пасажирськими перевезеннями?

  4. Хто є розпорядником руху на маршрутній системі міського електротранспорту?

  5. В яких випадках можлива зміна ієрархії системи управління?



  1   2   3   4

Схожі:

Конспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом» iconКонспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті»
Конспект лекцій з дисципліни «Автоматизовані системи управління на транспорті» (для студентів 4 курсу всіх форм навчання напряму...
Конспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом» iconКонспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті» для студентів 4 курсу всіх форм навчання
Конспект лекцій з дисципліни «Автоматизовані системи управління на транспорті» (для студентів 4 курсу всіх форм навчання напряму...
Конспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом» iconКонспект лекцій з дисципліни " Стратегічне управління" для студентів спеціальності
Затверджено на засіданні кафедри як конспект лекцій з дисципліни „Стратегічне управління”
Конспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом» iconКонспект лекцій з дисципліни „ Управління інноваційним розвитком для студентів факультету економіки та менеджменту
Конспект лекцій з дисципліни „Управління інноваційним розвитком” / Укладачі: С. М. Ілляшенко, О. А. Біловодська. – Суми: Вид-во СумДУ,...
Конспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом» iconКонспект лекцій з дисципліни „ Управління інноваційним розвитком" для студентів факультету економіки та менеджменту спеціальності 050100 „Маркетинг"
Конспект лекцій з дисципліни „Управління інноваційним розвитком” / Укладачі: С. М. Ілляшенко, О. А. Біловодська. – Суми: Вид-во СумДУ,...
Конспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом» iconКонспект лекцій з дисципліни «Управління міськими територіями»
Конспект лекцій з дисципліни «Управління міськими територіями» (для студентів 5 курсу денної та 6 курсу заочної форм навчання спец....
Конспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом» iconКонспект лекцій з дисципліни «Економіка та управління знаннями» для студентів спеціальності
Конспект лекцій з дисципліни «Економіка та управління знаннями» для студентів спеціальності 000014 «Управління інноваційною діяльністю»...
Конспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом» iconКонспект лекцій
Затверджено на засіданні кафедри як конспект лекцій з дисципліни „Стратегічне управління”
Конспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом» iconН. І. Кульбашна конспект лекцій з дисципліни «організація та управління на транспорті»
Кульбашна Н.І. Конспект лекцій з дисципліни «Організація та управління на транспорті» (для студентів 5 усіх форм навчання напряму...
Конспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом» iconКонспект лекцій та завдання до самостійної роботи з дисципліни «управління капіталом»
Конспект лекцій та завдання до самостійної роботи з дисципліни «Управління капіталом» (для студентів заочного відділення спеціальності...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи