Мультиагентная система построения нормативных графиков движения поездов была разработана в рамках «Интегрированной системы управления железнодорожным транспортом ОАО «РЖД», головной разработчик – АО «НИИАС». Система в течение пяти лет – с 2015 по 2020 год – проходила опытную эксплуатацию на Восточном полигоне ОАО «РЖД», а сейчас введена в постоянную эксплуатацию.
Восточный полигон расположен в границах 4-х железных дорог – Красноярской, Восточно-Сибирской, Забайкальской и Дальневосточной. Он обслуживает транспортные потребности 14-ти субъектов Российской Федерации и обеспечивает транзит для всей страны. Эксплуатационная длина железных дорог составляет более 17 тысяч километров. Полигон имеет 810 железнодорожных станций.
Нормативный график движения поездов является организационной и технологической основой работы всех подразделений железных дорог и должен обеспечивать эффективное использования пропускной и провозной способности участков и перерабатывающей способности станций, рациональное использование подвижного состава, соблюдение установленной продолжительности непрерывной работы локомотивных бригад, возможность производства работ по текущему содержанию и ремонту пути.
Основная трудность в построении нормативного графика движения поездов связана с планированием прохождения максимально возможного количества поездов. Два встречных потока поездов движутся «сквозь» друг друга по общем ресурсам – перегонам и станционным путям в ограниченное временное окно, соблюдая большое количество различных ограничений по скоростям и временным интервалам безопасного движения, временам работы локомотивных бригад и т.п. Потоки поездов настолько плотно переплетаются друг с другом, что многие перегоны и станции загружены более чем на 90%. Чтобы построить подобный график, опытный инженер-графист, детально знающий свой участок, может потратить неделю и более рабочего времени. Система позволяет сделать эту же работу менее чем за 1 час.
В мировой практике имеется много попыток решения задачи автоматического построения нормативного графика движения поездов, но наши расчеты предлагают существенный рост размерности планируемого участка при сохранении приемлемого на практике времени расчета. Собственно, этот прирост производительности, обусловленный выбором мультиагентных методов решения, позволил постепенно перейти от малых модельных задач — к практическому использованию в реальных условиях на возможно самых сложных и высоко загруженных полигонах ОАО «РЖД».
В системе используется гибридный алгоритм оптимизации, объединяющий мультиагентные модели и методы принятия решений с методом стохастического поиска MCTS (Monte-Carlo Tree Search).
На 2020 год запланировано дальнейшее функциональное развитие системы и расширение ее функций.
Система также используется при планировании реконструкции и развития Байкало-Амурской магистрали (БАМ), ускоряя и облегчая анализ и сопоставление различных проектных решений.
Главной оценкой эффективности Восточного полигона стали показатели работы. Так, за последние 5 лет при росте грузооборота на 25,5%, участковая скорость увеличилась на 5%, а средний вес поезда на 3%.
Публикации по теме:
- Еремин А.С. «Автоматизация разработки нормативного графика движения поездов на однопутных участках» // Труды четвертой научно-технической конференции с международным участием «Интеллектуальные системы управления на железнодорожном транспорте. Компьютерное и математическое моделирование» (ИСУЖТ-2015). 18 ноября 2015г., Москва. Москва, ОАО «НИИАС», 2015. – С. 14-20.
- Еремин А.С., Ефремов О.В. «Актуальные вопросы использования мультиагентных технологий при разработке графика движения поездов» // Труды шестой научно-технической конференции с международным участием «Интеллектуальные системы управления на железнодорожном транспорте. Компьютерное и математическое моделирование» (ИСУЖТ-2017). 16 ноября 2017г., Москва. Москва, ОАО «НИИАС», 2017. – С. 53-55.
- Rzevski, G., Skobelev, P. Intelligent adaptive schedulers for railways // International Journal of Transport Development and Integration. – Vol. 1, Is. 3, 2017. – Pp. 414-420.
- Н.А. Кузнецов, А.Б. Шабунин, А.А. Белоусов, А.С. Еремин, А.А. Абрамов. Разработка сетевого графика движения на основе мультиагентных технологий // XII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2014, Москва,16 – 19 июня 2014 г.: Труды. [Электронный ресурс] М.: Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2014. – С. 8995-9002. Электрон. текстовые дан. (1074 файл: 537 МБ). 1 электрон. опт. диск (DVD-ROM). ISBN 978-5-91459-151-5. Номер государственной регистрации: 0321401153.