Smart Railways


Smart Railways
 
Railway transport development leads to a rapid increase of passenger and cargo traffic. Train dispatcher often unable to cope with increasing traffic volume. So there is a great need in intelligent real-time systems of railway traffic control. We propose a network-centric approach to creating the system of real-tame train scheduling on the basis of multi-agent technologies. The architecture of the network-centric multi-agent system consisting of base planning subsystems is described. Subsystem interaction protocols and agent interaction within each subsystem are presented. The example of schedule planning is presented. Productive characteristics of the developed system are presented. Good quality of train schedule planning and system performance is shown.

Alexander A. Belousov, Petr O. Skobelev, Maxim E. Stepanov. Network-centric approach to adaptive real-time train scheduling // Proceedings of the ECCOMAS Thematic Conference on Multibody Dynamics, June 29 - July 2, 2015, Barcelona, Catalonia, Spain 2015. – P. 1190-1199.

The paper proposes a network-centric approach to creating intelligent adaptive system of real-time train scheduling on the basis of multi-agent technologies. The architecture of the network-centric multi-agent system consisting of base planning subsystems is described. Subsystem interaction protocols and protocols of agent interaction within each subsystem are presented. The example of schedule planning in various situations is presented. Productive characteristics of the developed system are presented. Good quality of schedule planning and system performance is shown.

A.A. Belousov, A.A. Goryachev, P.O. Skobelev, M.E. Stepanov. A multi-agent method to adaptive real-time train scheduling with conflict limitations // Proceedings of the International Conference on Complex Systems in Business, Administration, Science and Engineering (Complex Systems 2015), 12 - 14 May, 2015, New Forest, UK. 2015. – P. 253-265.

The paper proposes a multi-agent method to creating intelligent adaptive system of  train real time scheduling with conflict limitations. The architecture of the multi-agent system consisting of two base planning subsystems is described. Subsystem interaction protocols and protocols of agent interaction within each subsystem are presented. The example of schedule planning in various situations is presented in details. Realizable characteristics of the developed multiagent system are presented. High quality of schedule planning and system performance is shown.

Степанов М.Е. Разрешение конфликтов в графике движения поездов в реальном времени с использованием сетецентрической мультиагентной системы в условиях конфликтных ограничений // Материалы международной науч-но-практической конференции, 17–19 нояб. 2014 г, Москва / под общ. ред. В.Н. Буркова, Ин-т проблем упр. им. В.А. Трапезникова: ИПУ РАН, 2014. – С. 185-186.

В статье представлена реализация мультиагентного подхода к адаптивному управлению ресурсами ОАО «РЖД» в реальном времени в условиях конфликтных ограничений, при котором план пропуска поездов строится как динамическая сеть потребностей и возможностей поездов, станций, участков путей, узлами которой являются акторы. 

А.А. Белоусов, П.О. Скобелев, В.Г. Матюхин, Н.А. Кузнецов. Управление  логистикой РЖД в реальном времени // Труды XVI Международной конференции “Проблемы управления и моделирования в сложных системах”, Самара, 30 июня-03 июля 2014г. – Самара: СНЦ РАН, 2014. – С. 160-166.

В статье представлена концепция управления логистикой РЖД в реальном времени, которая позволит обеспечить максимально эффективное использование всех транспортных ресурсов при оперативном реагировании на изменение ситуации. Обсуждаются следующие вопросы: адаптивное управление железнодорожным трафиком в реальном времени, адаптивное построение сетевого графика движения поездов с использованием мультиагентных технологий, адаптивное построение графика движения пассажирских поездов в реальном времени с учетом изменения пассажиропотока. 

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.: Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2014. – С. 8995-9002.

В статье рассматривается задача построения сетевого графика движения поездов в условиях инфраструктурных, нормативных и технологических ограничений. Предлагается мультиагентный подход к решению данного класса задач на основе принципов сетецентризма. Описываются агенты и протоколы взаимодействия между ними при адаптивном построении графиков движения, а также преимущества применения мультиагентных технологий.

А.А. Белоусов, Г.А. Ефремов, М.Е. Степанов, А.Б. Шабунин. Сетецентрическая мультиагентная система для адаптивного управления железнодорожным движением в реальном времени // XII Всероссийское совещание по проблемам управления ВСПУ-2014, Москва,16 – 19 июня 2014 г.: Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2014. – С. 8912-8924.

В статье предлагается сетецентрический подход к созданию интеллектуальной системы адаптивного планирования движения поездов на основе мультиагентных технологий. Рассмотрена архитектура сетецентрической мультиагентной системы, состоящей из трех базовых подсистем планирования. Описаны протоколы взаимодействия подсистем и протоколы взаимодействия агентов внутри каждой подсистемы. Подробно рассмотрен пример построения плана разработанной системой. Представлены реализационные характеристики разработанной системы.


В этой статье описывается архитектура интеллектуальной мультиагентной системы для железнодорожного планирования в ОАО РЖД. Основное назначение системы – повышение эффективности использования железнодорожных ресурсов с помощью планирования, близкого к реальному времени . Система основана на модели актора, обеспечивающей масштабируемость и простоту реализации. Мы предлагаем решение проблемы с использованием простых, но эффективных принципов эмержентного интеллекта, вместо архитектуры сложных агентов, основанных на логике предикатов. Технически система работает под управлением платформы Java, обмен сообщениями основан на параллельном событийном промежуточном слое Akka. Для реализации поведенческой модели конечных автоматов в ходе работы предложено использование стандарта описания диаграмм состояний SCXML и его реализации в библиотеке Apache Commons SCXML.

Предлагается мультиагентный подход для адаптивного управления ресурсами ОАО «РЖД» в реальном времени, при котором план движения выстраивается как динамическая сеть потребностей и возможностей поездов, станций, участков путей и друних элементов. Дается краткое описание подхода и рассматривается архитектура мультиагентной системы адаптивного управления ресурсами ОАО «РЖД», логика мультиагентного планирования и протоколы взаимодействия агентов. Приводится пример построения и перепланирования расписания движения высокоскоростных поездов «Сапсан» на участке Москва – Санкт-петербург. Показывается, что предлагаемый подход позволяет при поступлении новых событий выявлять конфликты и адаптивно корректировать планы в режиме реального времени с учетом особенностей складывающейся ситуации.  


Описываются принципы реализации онтологии для мультиагентной системы управления ресурсами ОАО «РЖД», Рассматривается структура онтологии базовых ресурсов, функции конструктора онтологий и редактора правил агентов, а также дается пример реализации сцены с разрешением конфликта для планирования расписания движения поездов.

Описываются принципы реализации интеграционной платформы для распределенных интеллектуальных систем управления железнодорожных транспортом ОАО «РЖД» на основе сетецентрического подхода. Рассматривается структура и реализация интегрированной платформы, отраслевой язык DSL. Представлен прототип интегрированной платформы, обеспечивающий реализацию автоматизированных систем управления движением на направлении Санкт-Петербург ­– Москва полигона «Октябрьская дорога».

А.Б. Шабунин, А.В. Чехов, Г.А. Ефремов, Д.В. Дмитриев, Е.В. Курбатов, С.В. Сазуров, И.О. Бабанин, А.А. Белоусов, С.С. Кожевников, Е.В. Симонова, П.О. Скобелев, М.Е. Степанов, А.В. Царев, Г.Ю. Мунтян. Решение конфликтов в графике движения поездов в реальном времени с использованием мультиагентных технологий // Труды 1-й научно-технической конференции «Интеллектуальные системы управления на железнодорожном транспорте ИСУЖТ-2012», Москва, 15-16 ноября 2012 г. – С. 51-55.

В настоящей статье представлена реализация мультиагентного подхода для адаптивного управления ресурсами ОАО «РЖД» в реальном времени на участке Москва – Санкт-Петербург, при котором план пропуска поездов строится как динамическая сеть потребностей и возможностей поездов, станций, участков путей и других элементов. 

Шабунин, А.Б. Разработка сетецентрического подхода к созданию интеграционной платформы и интеллектуальной системы управления ресурсами грузовых сортировочных станций в реальном времени / А.Б.Шабунин, А.В.Чехов, С.В.Сазуров, Е.В.Курбатов, Д.В.Дмитриев, Н.А.Кузнецов, П.О.Скобелев, И.О.Бабанин, С.С.Кожевников, Е.В.Симонова, М.Е.Степанов, А.В.Царев // Труды Третьей российской конференции с международным участием «Технические и программные средства систем управления, контроля и измерения» (УКИ’ 12). Москва, 16-19 апреля 2012. – М.:ИПУ РАН, 2012. – С. 1560-1572.

В работе предлагается сетецентрический подход к созданию интеллектуальных систем управления ресурсами подразделений сортировочной станции железной дороги. Разработаны принципы построения сетецентрических интеллектуальных систем для согласованного планирования ресурсов станции в реальном времени, позволяющие интегрировать автономные мультиагентные планировщики отдельных подразделений станции в единую адаптивную р2р сеть самоорганизующихся систем («систему систем»). Интеллектуальные системы каждой станции получают возможность взаимодействовать между собой для решения возникающих проблем, но при этом строятся из взаимодействующих интеллектуальных систем управления вагонами, маневровыми локомотивами, рабочими бригадами и т.д. Предложена мультиагентная технология для построения интеллектуальных систем управления ресурсами железной дороги и рассмотрены агенты базовых ресурсов станции, а также характерные для них алгоритмы принятия решений в процессе динамического адаптивного планирования ресурсов станции в случае возникновения непредвиденных событий (опозданий, ремонтов и т.д.). Описана онтология базовых ресурсов типовой грузовой железнодорожной станции для поддержки принятия решений по управлению станцией. Обсуждаются принципы построения и функционирования компонент интеграционной программной платформы комплексной автоматизации планирования ресурсов станции.

А.Б. Шабунин, В.А.Чехов, П.О. Скобелев, Н.А. Кузнецов, Е.В. Симонова, И.О. Бабанин, С.С. Кожевников, М.Е. Степанов, А.В. Царев, С.В. Сазуров, Е.В. Курбатов, Д.В. Дмитриев. Сетецентрический подход к созданию распределенных систем управления ресурсами ОАО «РЖД» на основе мультиагентных технологий // Труды XIV Международной конференции “Проблемы управления и моделирования в сложных системах”, Самара, 22-25 июня 2012г. – Самара: Самарский научный центр РАН, 2012. – С. 724-734.

Статья описывает сетецентрический подход к разработке интеллектуальных систем управления ресурсами железнодорожных подразделений на основе интеграции автономных мультиагентных планировщиков отдельных единиц в единую адаптивную P2P сеть самоорганизующихся систем. Предлагается мультиагентная технология для построения интеллектуальных систем управления железнодорожными ресурсами.
        


Возврат к списку

Для получения текста статьи просьба заполнить форму запроса, указав название необходимой статьи.

Ваше имя*
Ваш E-mail*
Сообщение*
Защита от автоматических сообщений
CAPTCHA
Введите слово на картинке*