Tadeusz Csowsk 1, Łukasz Wojcechowsk 2 NOWE PODEJŚCIE W REGULACYJNYM ZARZĄDZANIU POTOKAMI TRANSPORTOWYMI Steszczene. W nnejszym atykule pokazano nowe podejśce w egulacyjnym zaządzanu potokam tanspotowym na kole, z wykozystanem systemów ntelgentnych opatych na zastosowanu efektywnych pocedu heuystycznych w poszukwanu ozwązań zadań kombnatoycznych o dużych ozmaach. Pzewduje ono odejśce od systemów ekspeckch oaz koncentację na modelu symulacyjnym sytuacj decyzyjnych, któy bazuje na metodach adaptacj, dentyfkacj pognozowana sytuacj. Pokazano możlwośc dalogowe symulacyjnego modelu decyzyjnego. Słowa kluczowe: potok tanspotowe, systemy ntelgentne, poceduy heuystyczne, sztuczna ntelgencja. WSTĘP Zaządzane potokam tanspotowym należy do zadań słabo sfomalzowanych, o dużych ozmaach. Podstawową metodą ch ozwązywana jest dośwadczene wedza ludz bezpośedno uczestnczących w pocese podejmowana decyzj. Pesonel ten badzo często funkcjonuje w otoczenu automatycznych mejsc pacy. Opsane mejsca wyposażone są w śodk nfomatyczne, pozwalające pzyspeszyć poces podejmowana decyzj w sytuacjach złożonych, wyelmnować błąd, pzepowadzć syntezę ozwązań wcześnejszych, pognozować następstwa ozwązań oaz decyzj egulujących. Paca decydenta zaządzającego potokam tanspotowym w otoczenu automatycznych mejsc pacy wnna sę opeać na stosowanu metod sztucznej ntelgencj. Tak decydent pownen umeć pognozować, ozpoznawać okeślać pawdopodobne następstwa sytuacj tudnych, lokalzować obszay ch oddzaływana, opacować plan lkwdacj tudnośc oaz kontolować jego ealzację. Jest zeczą oczywstą, że decydent w sytuacjach kyzysowych może pomnąć ważną zasadę z powodu stesu lub baku czasu. Systemy dyspozytoske pownny meć możlwość ntepetacj objaśnena sposobu osągnęca konketnego ozwązana w zaządzanu potokam 1 Wyższa Szkoła Ekonom Innowacj w Lublne. 2 Instytut Technologcznych Systemów Infomacyjnych, Poltechnka Lubelska. 93
tanspotowym. Badzo często w pocese dentyfkacj tudnośc dysponujemy nepełnym danym zeczywstym. W takch sytuacjach metody opate na sztucznej ntelgencj nabeają szczególnego znaczena, gdyż pozwalają na wykozystane wedzy dośwadczena dyspozytoa w zaządzanu potokam tanspotowym. Istneje ówneż pagmatyczny aspekt stosowana systemów ntelgentnych. Jeżel pogamy komputeowe będą akumulować wykozystywać tę wedzę to z czasem mogą osągnąć wysok pozom efektywnośc. Efektywność ntelgentnych systemów dyspozytoskego zaządzana pzejawa sę w skócenu wagono-godzn postoju tabou kolejowego popawe bezpeczeństwa uchu. Wększość złożonych poblemów zaządzana potokam tanspotowym ne posada ozwązana dokładnego, gdyż występuje w złożonych kontekstach zjawsk socjalnych fzycznych o dużych ozmaach, noszących chaakte kombnatoyczny tudnych do opsana. Tak chaakte cechuje system oganzacj potoków wagonów. Zastosowane systemów ntelgentnych w opacowanu planu zestawana pocągów towaowych pownno uwzględnać możlwość powotu do punktu popzednego, w pzypadku gdy wybana statega okazuje sę neefektywną. Ponadto systemy te pownny funkcjonować ówneż wtedy, kedy mnmalzowana jest okeślona funkcja celu. Nowe podejśce w egulacyjnym zaządzanu potokam tanspotowym z wykozystanem systemów ntelgentnych opate jest na zastosowanu efektywnych pocedu heuystycznych w poszukwanu ozwązań zadań kombnatoycznych o dużych ozmaach. Pzewduje sę w nm odejśce od systemów ekspeckch oaz koncentację na modelu symulacyjnym sytuacj decyzyjnych, któy bazuje na metodach adaptacj, dentyfkacj pognozowana sytuacj. W atykule pzedstawono model symulacyjny wspomagana decyzj w zaządzanu potokam tanspotowym na kole, któy jest pzyjaznym ntefejsem pomędzy decydentem dynamcznym bazam danych. W bazach tych odwzoowane są technologczne pocesy zaządzana opeatywnego. Intefejs ten jest ozwnęcem koncepcj zntegowanych baz danych. Pokazano możlwośc dalogowe modelu decyzyjnego. FUNKCJONOWANIE SYMULACYJNEGO MODELU DECYZYJNEGO W TRYBIE PORADY Infomatyzacja tanspotu kolejowego pownna zakładać automatyzację ne tylko zbou, obóbk pzechowywana nfomacj ale ówneż automatyzację podstawowych etapów acjonalnego zaządzana potokam tanspotowym. Po etape szkolena moduł symulacyjny [1] może funkcjonować w dalogowym tybe poady (ys. 1). 94
Zakłócena { { γ } Obekt zaządzana (poces pzewozowy) { S} { x} System zaządzana Symulacyjny model zaządzana Kształcene Poszukwane decyzj optymalnej Model dealny Rys. 1. Stuktua zaządzana pocesem pzewozowym za pomocą modelu symulacyjnego Fg. 1. The stuctue of the tanspot pocess management by means of a smulaton model Idea tego funkcjonowana jest następująca: nech w pocese zaządzana pocesem pzewozowym decydent podejmuje N óżnego odzaju decyzj (egulacja załadunku, pzesuwu wagonów póżnych tp.), twozących zbó opeacj { G}. Zbó ten chaakteyzuje sę jednakową stuktuą nfomacj wejścowej { X (t)}. W chwl początkowej decydent podejmuje decyzję γ t ) dotyczącą opeacj G, gdze l ( decyzj l l = 1, N. Decyzja ta jest zasadna, jeżel jest dopuszczalna w chwl t + n. Zatem wybó γ w chwl t [n] oddaje stan systemu w chwl t [ n +1]. Tym samym model staje sę zdolnym do pognozowana [2]. Dla dowolnej mkosytuacj X t ) zaejestowanej w chwl t, pzy j < + n model okeśla sytuację ( j j S m, do któej należy X ( t j ). Zgodne z tą sytuacją podejmowana jest decyzja γ l ( t ) dotycząca opeacj G l { G}, w wynku któej otzymamy plan optymalny: X ( t ), X ( t ),..., X ( t ), = X ( t ) X ( t ). { 1 j 2 j n j } { m j } { j } X p ( t) X ( t), gdze p = 1, n to wskaźnk planu { X ( t )} Poneważ { } uzyskane w ( j ) -tym takce ekstapolacj zmeną odpowedne watośc m j 95
wskaźnków w mkosytuacj X ( t j +1) X ( t j model pzejdze do mkosytuacj. Możlwy poces funkcjonowana modelu pokazano w tabel koelacj. Poces pognozowana decyzj w pzedzale czasu ) ( t t + n l ( t ) kontynuowany jest do momentu aż decydent zaakceptuje decyzję γ ), tj. uzyskamy sytuację dealną S, któa zapewna ealzacje wszystkch planowanych wskaźnków X plan X lub zostane wyczepana lczba taktów ekstapolacj n w zadanym { } { } pzedzale czasu [3]. Poces nomalnego funkcjonowana modelu ne zostane nauszony, jeśl decydent w dowolnym takce ekstapolacj odzuc popozycję modelu, zastępując ją decyzją swoją, badzej pefeowaną. Jeżel w okese planowym model osągne sytuację dealną S, to twozy sę łańcuch t t + n decyzj γ 1 > γ 2 > γ >... > γ z powodujących pzejśce obektu w sytuację S, w mnmalnej lczbe taktów. W ogólnym pzypadku zadane zaządzana opeatywnego pocesu pzewozowym jest welokyteowe, ozwązywane w zboze kyteów F = f { } { A }. Wadą stnejących pocedu dalogowych ozwązywana tego oganczeń typu zadań jest bak możlwośc uwzględnana ozwązań w sytuacjach analogcznych. Pocedua poszukwana ozwązana pzez decydenta każdy az ozpoczyna sę od początku, co w pzypadku zaządzana opeatywnego może okazać sę nemożlwym ze względu na oganczena czasowe. Opacowany model daje zasadnczo nowe możlwośc w ozwązywanu zadań welokytealnych. W zaządzanu opeatywnym zestaw kyteów oganczeń zależy od konketnej sytuacj wybou decyzj ozwązane γ w pełn można okeślć następująco: { f } { },α, A γ < ; gdze: f - zbó kyteów wykozystanych w sytuacj, { } α - wekto wag lub poytety kyteów, { A }- oganczena w sytuacj S. Wekto wag kyteów α { α α,... α } 1, 2 S S. Dlatego też każde = w sytuacj powstaje na baze algoytmu szkolenowego [1]. W etape szkolena decydent buduje swoją funkcję celu, tj. funkcję pefeencj w sytuacj : S α gdze α = 1. F = f ( X ) S 96
Po etape szkolena ozwązane zadana welokytealnego w sytuacj S spowadza sę do następującego zagadnena pogamowana matematycznego: α pzy { A }. okeślć ext f ( X ) x Budowa wykozystane symulacyjnych model decyzyjnych w zaządzanu pocesem pzewozowym wymaga opacowana automatycznego banku ozwązań, w któym znajdują sę są pzechowywane ozwązana z sytuacj popzednch. Opacowane takego banku ozwązań stwaza te same poblemy jak w pzypadku banku danych, tj. ujednolcene ozwązań, zntegowany chaakte obóbk ozwązań, stwozene języka ozwązań, td. [4]. Na ysunku 2 pokazano schemat nteakcj banku ozwązań (BR) z bazam danych (BD) w zaządzanu pocesem pzewozowym. Zakłócena Bodźce Obekt zaządzana (poces pzewozowy) Decydent Decyzje { γ } Baza danych (BD) Fomalzacja matematyczna (BR) Spawdzane pzez decydenta dopuszczalnośc decyzj wypacowanej pzez model symulacyjny Model symulacyjny Bank ozwązań(br) Rys. 2. Schemat banku ozwązań bazy danych Fg. 2. The dagam of a bank of solutons and of the database Zbó ozwązań { γ } okeśla dopuszczalne dzałana w baze danych, tj. stanow zbó funkcj okeślanych w zboze stanów bazy danych. Tym samym opacowany symulacyjny model decyzyjny wyznacza nowy keunek modelowana stuktuy dynamk za pomocą złożonego systemu algoytmów dzałających na ogólnym, zoganzowanym w pamęc komputea, elacyjnym modelu danych [5]. 97
PODSUMOWANIE Pace w dzedzne ntelektualzacj technolog w tanspoce kolejowym pownny spowadzać sę mędzy nnym do stwozena systemu wspomagana decyzj zaządzana potokam tanspotowym. W pewszej kolejnośc system ten pownen wspomagać dyspozytoów, na óżnych pozomach zaządzana w pognozowanu ozpoznawanu sytuacj tudnych, okeślać następstwa tych sytuacj, obsza ch występowana oaz plan ch lkwdacj. Wększość zadań dotyczących zaządzana potokam tanspotowym pojawa sę w złożonych kontekstach zjawsk socjalnych fzycznych, o dużych ozmaach, któe mają chaakte kombnatoyczny. Intelektualne wspomagane tego zaządzana polega na wykozystanu efektywnych pocedu heuystycznych w ozwązywanu zadań kombnatoyk o dużych ozmaach. W nnejszej pacy pokazano wykozystane symulacyjnych model decyzyjnych w zaządzanu pocesem pzewozowym na kole. Po zakończenu szkolena model podpowada decydentow ozwązana najbadzej kozystne nadaje systemow wspomagana decyzj cechy sztucznej ntelgencj. Tym samym óżn sę on zasadnczo od semotycznych model zaządzana sytuacyjnego, któe ne wykozystują do końca nfomacj zgomadzonych w bazach danych. BIBLIOGRAFIA 1. Csowsk T.: Wspomagane decyzj w zaządzanu potokam tanspotowym na kole. Atykuł pzyjęty do duku w mesęcznku Technka tanspotu szynowego. 2. Gevate W.: An Ovevew of Expot System, Washngton, D.C. Natonal Bueau of Standads, 1982. 3. Кутыркин А.В.: Построение имитационных моделей процессов принятия решений в АСУЖТ. Вестник ВНИИЖТ, 1978, 3. 4. Stefk M.: The Oganzaton of Expet System, Paolo Alto, Calph: Xeox Paolo Alto Cente, 1982. 5. Zelenewsk J.: Podstawowe pojęca teo systemów, oganzacj, steowana zaządzana. W pacy zboowej: Współczesne poblemy zaządzana. PWN, Waszawa 1974. NEW APPROACH IN REGULATORY MANAGEMENT OF TRAFFIC STREAMS Summay The atcle pesents a new appoach n egulatoy management of alway taffc steams usng ntellgent systems based on applcaton of effectve heustc pocedues n seach fo solutons to lage combnatoal poblems. Accodng to the appoach, expet systems ae lkely to be less popula wheeas the smulaton model of decson stuatons based on adaptaton, dentfcaton and foecastng stuatons wll attact moe attenton. Futhemoe, the pape shows dalogue possbltes of the smulaton decson model. Key wods: taffc steams, ntellgent systems, heustc pocedues, atfcal ntellgence. 98