Развитие методики цифрового аксиоматного моделирования объекта транспортной инфраструктуры

В статье проведен обзор отечественных методов цифровизации и интеллектуализации транспортно-технологических процессов. Введено авторское определение терминов «аксиомата» и «аксиоматная модель», формализованы понятия базовой и модернизированной аксиоматной модели транспортного процесса и объекта. Исследованы аспекты развития метода аксиоматного моделирования в части цифрового анализа и повышения эффективности работы железнодорожных инфраструктурных объектов, а также последующей оптимизации их работы на принципах теории нечетких множеств, рекуррентных нейронных сетей, теории активных систем, используемых для расширения математического аппарата аксиоматного моделирования. Построена аксиоматная модель действующего транспортного объекта, исследованы схемы взаимодействия массивов данных объектов транспортной инфраструктуры, приведены логические группы транспортных процессов базовой модели и рекуррентных нейронных сетей графологического формирования вариантов аксиомат транспортно-технологических процессов для условий управления, представлен алгоритм развертки рекуррентных нейронных сетей при формировании вариантов аксиомат транспортно-технологических процессов в виде последовательностей шагов перевода модели из базовой в модернизированную. Выделены уровни сложности модернизированной аксиоматной модели транспортного объекта. Определен подход к выбору вариантов цифровых управленческих решений в транспортном производстве на основе учета транспортных конфликтов. Представлена классификация транспортных конфликтов по вариантам пересечения транспортных потоков в системе. Рассмотрено влияние разнородных транспортных конфликтов на работу аксиоматной модели объекта, и смоделированы транспортные конфликты взаимодействия аксиомат транспортно-технологических процессов. Представлена программная реализация авторского проекта на языке программирования Python в аспектах взаимодействия железнодорожного и водного транспорта, предназначенная для расчета параметров транспортных процессов. Выделены модули модельной схемы инфраструктурных объектов, сформирована базовая модель транспортно-технологических процессов железнодорожной станции. На основе итераций работы программного комплекса сделаны выводы о путях сокращения простоя местного вагона.

1. Покровская О. Д. Логистические транспортные системы России в условиях новых санкций // Бюллетень результатов научных исследований. 2022. № 1. С. 80–94. DOI: 10.20295/2223-9987-2022-1-80-94. EDN YINMKX.

2. Стратегия Цифровой трансформации РЖД // TADVISER : Государство. Бизнес. Технологии : [сайт]. URL: https://www.tadviser.ru/index.php. Дата публикации: 07.08.2023.

3. Fuzzy modelling of the transportation logistics processes / O. Chislov, N. Lyabakh, M. Kolesnikov [et al.] // Journal of Physics. Conference Series. 2021. Vol. 2131. Р. 032007. DOI: 10.1088/1742-6596/2131/3/032007.

4. О применении искусственных нейронных сетей на железнодорожном транспорте / В. Б. Положишников, В. А. Акманов, С. Н. Томащенко, Т. В. Шипунов // Железнодорожный транспорт. 2019. № 3. C. 33–36.

5. Покровская О. Д. Генезис логистических транспортных систем уровня 5-PL в свете новых антироссийских санкций // Бюллетень результатов научных исследований. 2022. № 2. С. 141–163. DOI: 10.20295/2223-9987-2022-2-141-163. EDN MHHIYJ.

6. Перспективы исследований транспортно-технологических параметров узловых пунктов концентрации и распределения припортовых вагонопотоков / В. М. Задорожний, О. Н. Числов, М. В. Колесников [и др.] // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2022. № 1 (85). С. 72–81. DOI: 10.46973/0201-727X_2022_1_72. EDN QAPOPR.

7. Розенберг Е. Н. Цифровая железная дорога – путь в будущее // Железнодорожный транспорт. 2017. № 4. С. 36–41. EDN YPTUFB.

8. Efficient and secure logistics transportation system / M. V. Kolesnikov, N. N. Lyabakh, E. A. Mamaev, M. V. Bakalov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering : 8. Novosibirsk, 2020. P. 012031. DOI: 10.1088/1757- 899X/918/1/012031. EDN XHPXEZ.

9. Колесников В. И., Ковалев С. М., Иванченко В. Н. Интеллектуализация транспортных процессов на основе гибридных технологий и мультиагентных систем // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2012. № 1 (45). С. 107–113. EDN OYHGWV.

10. Верескун В. Д., Зубков В. Н., Мамаев Э. А. Развитие логистики перевозочного процесса в железнодорожно-морском сообщении на юге России // Бюллетень Объединенного ученого совета ОАО «РЖД». 2019. № 1. С. 11–20. EDN ZWOJHH.

11. Цифровая оптимизация контейнерных маршрутов / П. В. Куренков, Д. Г. Кахриманова, Н. А. Ковалева [и др.] // Транспорт: наука, техника, управление : научный информационный сборник. 2019. № 9. С. 21–36. DOI: 10.36535/0236-1914-2019-09-4. EDN TFEYWM.

12. Лецкий Э. К., Семин А. В. Цифровые сервисы интеллектуальной поддержки принятия решений при управлении грузовыми перевозками на железнодорожном транспорте // Транспорт: наука, техника, управление. 2019. № 9. С. 17–20.

13. Ефанов Д. В., Шиленко А. С. Технологии цифрового моделирования в железнодорожной отрасли // Автоматика, связь, информатика. 2020. № 2. С. 34–38. DOI: 10.34649/AT.2020.2.2.007. EDN XIGZML.

14. Числов О. Н., Безусов Д. С. Принципы теории нечетких множеств в формализации инфраструктурнотехнологического взаимодействия припортовой железнодорожной транспортной системы // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2021. Т. 18, вып. 4. С. 578–590. DOI: 10.20295/1815-588X-2021-4-578-590.

15. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022681955 Российская Федерация. Axiomatic v. 1 – программа расчета параметров транспортных процессов : № 2022681124 : заявлено 07.11.2022 : опубликовано 17.11.2022 / Числов О. Н., Луганченко Н. М., Безусов Д. С. [и др.]. EDN PBZIMB.

16. Luganchenko N. M. Concept of transport-and-technological interaction of railway station and port // Актуальные проблемы транспортной отрасли в России и за рубежом : материалы IV Всероссийской студенческой научно-практической конференции на иностранных языках (Новосибирск, 3 ноября 2022 г.). Новосибирск : Издательство Сибирского государственного университета путей сообщения, 2023. С. 37–42. EDN UZCOFQ.

17. Общие принципы аксиоматики узловых транспортных процессов / Н. М. Луганченко, Е. Е. Мизгирева, А. О. Полунина, Е. В. Дараселия // Труды Ростовского государственного университета путей сообщения. 2022. № 3 (60). С. 53–58. EDN IQYPAP.