У дисертаційній роботі отримане нове вирішення актуальної наукової проблеми удосконалення конструкції і технології роботи залізничних станцій з використанням інтегрованої системи структурно-параметричних і функціональних моделей. Розроблена система моделей дозволяє автоматизувати вирішення задач аналізу і синтезу станцій; вона може бути покладена в основу автоматизованої системи підтримки прийняття рішень, яка дозволить отримувати кількісну оцінку заходів, спрямованих на поліпшення техніко-технологічних параметрів станцій, і використовувати її для мінімізації простою вагонів і експлуатаційних витрат станцій. Основні наукові результати і висновки дисертації полягають у наступному: 1. Виконаний аналіз математичних методів і моделей залізничних станцій показав, що методи прямого синтезу оптимальних рішень у даний час розвинуті недостатньо. У зв'язку з цим система моделей повинна підтримувати ітераційний процес удосконалення вихідного варіанта станції на основі послідовного багаторазового вирішення задач аналізу і синтезу. 2. Відповідно до системного підходу інтегрована система повинна включати структурні (геометричні) і функціональні моделі станцій. Геометричні моделі відображують конструкцію колійного розвитку станцій і використовуються для автоматизації параметричного синтезу. Функціональні моделі необхідні для аналізу роботи станцій при заданих параметрах технічних засобів, технології та умовах експлуатації; при цьому інформаційною базою функціональних моделей повинні служити їх геометричні моделі. 3. Система геометричних моделей станцій (вхідна, внутрішня і вихідна), побудованих на основі зважених орграфів, дозволяє здійснити графічне введення у ЕОМ немасштабної схеми станції, автоматизувати її топологічний аналіз, розрахунок та побудову креслення плану колійного розвитку станції. 4. Розроблено теоретичні основи функціонального моделювання станцій. 4.1. Для вирішення задач аналізу станцій, відповідно до теорії взаємодії їх підсистем, інтегрована система повинна включати функціональні моделі 4-х типів: підходів до станції (розв'язок), приймальновідправних парків, сортувальних гірок і районів формування. 4.2. Складність станцій і їх підсистем обумовлює ієрархічну трьохрівневу структуру функціональних моделей. На метарівні станція розглядається як багатофазна багатоканальна система масового обслуговування неоднорідного потоку заявок. На макрорівні здійснюється моделювання руху потоків поїздів, технологічних процесів їх обробки у парках, розформування і формування составів, а також роботи систем залізничної автоматики, що регулюють рух транспортних одиниць. На мікрорівні моделюється переміщення окремих об'єктів з використанням диференціальних рівнянь. 4.3. Сформульована концепція ергатичних імітаційних моделей станцій, у яких людина бере безпосередню участь у процесі моделювання, виконуючи функції диспетчера. Розроблено методологію побудови цих моделей, створені моделі окремих підсистем сортувальної станції (розв'язки, парку прибуття, гірки). Апробація моделі парку прибуття показала, що вона в 50 разів прискорює реальний процес і дозволяє одержати кількісну і неформальну якісну оцінку станції експертом, що виконує моделювання. Для перевірки адекватності моделі парку прибуття використаний критерій Ван дер Вардена; з його допомогою була підтверджена гіпотеза про приналежність вибірок часу простою поїздів, отриманих на реальній станції і методом моделювання, одній генеральній сукупності. Встановлено, що ергатичні моделі можуть використовуватися і як тренажери для підготовки оперативно-диспетчерського персоналу станцій. 4.4. Для одержання адекватної оцінки часу перебування транспортних одиниць на станціях необхідно моделювати усі операції технологічного процесу обробки з урахуванням їх послідовності, взаємної обумовленості, спеціалізації і кількості виконавців, а також законів розподілу часу виконання. 4.5. У моделях станцій обґрунтована доцільність імітації руху поїздів замість завдання постійних значень часу заняття маршрутів. Розроблені точна (на основі диференціальних рівнянь) і наближена моделі, у яких вибір режимів руху здійснюється з урахуванням показань світлофорів залізничної автоматики. 4.6. В якості моделі систем регулювання руху поїздів доцільне використання детермінованих скінченних автоматів. Розроблено методику синтезу таблиць виходів і переходів автоматів для пунктів пересічення і злиття ліній у розв'язках вузлів. Для станцій з великою кількістю світлофорів і рейкових кіл доцільна аналітична форма опису функціонування автоматів, яка базується на використанні бульових функцій. 5. Одержала подальший розвиток теорія моделювання руху об'єктів на станціях і підходах до них, а також на сортувальних гірках. Встановлено, що неперервна апроксимація профілю залізничних колій кубічними сплайнами дозволяє моделювати рух окремого об'єкта диференціальним рівнянням другого порядку, у якому незалежною змінною є час. Це забезпечує синхронізацію паралельних процесів при моделюванні руху потоку поїздів або розпуску составів і, крім того, дозволяє збільшити у 5 разів крок інтегрування при тій же точності обчислень. 6. Удосконалено теорію моделювання сортувального процесу на сортувальних гірках. 6.1. Визначена область припустимих режимів гальмування відчепа, конфігурація якої залежить від його ходових властивостей; знайдені закономірності розподілу у даній області енергетичної висоти, що погашається при гальмуванні. Встановлено, що оптимальний режим гальмування відчепа знаходиться на межі області; це дозволило у 2 рази скоротити розмірність задачі оптимізації режимів гальмування. 6.2. Отримано рішення задачі оптимізації режимів гальмування відчепів состава, що розформовується на гірці, за допомогою розробленого двоетапного методу, який базується на ідеях динамічного програмування. Метод дозволяє максимізувати мінімальний інтервал та забезпечує оптимальний розподіл решти інтервалів між відчепами состава на розділових елементах. 7. Розроблено теоретичні основи функціонального моделювання й оптимізації процесу формування багатогрупних составів. 7.1. Встановлено, що при формуванні доцільно використовувати початкове упорядкування вагонів состава. З цією метою розроблено алгоритм заміни дійсних номерів груп (призначень) логічними, що дозволяє в середньому у 2 рази скоротити кількість груп і за рахунок цього зменшити час формування. 7.2. Формалізацію схем формування составів для комбінаторного і запропонованого у дисертації розподільного методів доцільно виконувати з використанням, відповідно, фібоначчийової та позиційної систем числення. 7.3. Встановлено, що для більшості составів існує множина схем формування, що відрізняються тривалістю. Запропоновано статистичний метод пошуку раціональної схеми, який дозволяє на 20-35% скоротити час формування. 7.4. Встановлено, що найбільший вплив на час формування мають тип сортувального пристрою, а також кількість груп та вагонів у составі. Використання гірки дозволяє у 1,5-2,4 рази скоротити час формування. Отримані залежності можуть бути використані для удосконалення конструкції сортувальних пристроїв і технології формування составів. | 