3.2. Інформаційна модель ергатично-вирішувальної системи.

Ергатичні вирішувальні системи (ЕВС – людино-машинні системи) широко розповсюджені у системах транспорту. Саме складність динамічних систем (СДС), що характеризують технології транспорту, обумовлюють роль та місце особи, що приймає рішення (ОПР).

В усіх експлуатаційних випадках згідно закону Біра про зовнішнє доповнення ОПР використовує власні знання, що відхиляються від жорстких формалізованих схем, які заздалегідь передбачені проектантами. В експлуатаційних умовах та при прискоренні руху транспортних засобів домінує суттєвий вплив змінних факторів зовнішнього середовища. ОПР повинен швидко реагувати на нову ситуацію, новий стан СДС, нові умови функціонування та нові технологічні задачі управління.

Поточне розв’язання задач, що виникають в системах транспорту, неможливе без активної цілеспрямованої ролі ОПР, яке визначає вибір в умовах невизначеності, непередбаченості, випадковості, конфліктності реальних ситуацій на локальних, регіональних та глобальних рівнях впливу навколишнього середовища. Різноманітні технічні засоби комунікації між ОПР та машинами створюють структурно-функціональну організацію (рис. 3.8), яка забезпечує умови ефективної діяльності людини. Завдяки своєчасності, гнучкості та оптимальності (квазіоптимальності) адаптаційних процесів за участі ОПР досягається ефективність реалізації робочих функцій системи транспорту та одночасно самонавчання та самоорганізація за рахунок отримання від зовнішнього середовища нових знань (або розширення сфери використання наявних).

Теоретичні та практичні (технологічні) знання визначаються як моделі, що адекватні реальному об‘єкту. Для управління СДС використовують комплексні різноманітні моделі відповідно до специфіки розв‘язання кожної конкретної задачі.

Рис.3.8 Схема системних відношень що виливають на комунікаційні процеси за участю ЕВС.

Ефективність знакової інформаційно-образної динамічної моделі (IОДМ) визначає ланцюг технологічних перетворень на етапах розв‘язання задачі, для чого потрібні різні робочі моделі, що належать тезаурусу єдиної інформаційної моделі (ЄІМ) об‘єкта (рис. 3.9). Тезаурус складається з баз даних (БД) та баз знань (БЗ), що змінюються з накопиченням досвіду експлуатації та розвитком технології систем транспорту.

Електронна форма тезаурусу (з архівацією, накопиченням знань і фактів, наданням відповідного фрагменту на запит) формує спеціалізований штучний інтелект ЕВС, що має властивості адаптації, навчання, розвитку.

Власний інтелект ОПР штучний інтелект інформаційно-обчислювальних машин, що використовують тезаріус, дозволяє формувати адекватні моделі (табл 3.9), які відповідні задачам кожного з етапів життєвого циклу транспортної системи.

Рис. 3.9 Структура відношень (ОБ‘ЄКТ-МОДЕЛЬ) за етапами розв‘язку задач управління.

Приклади використання моделей.

Таблиця 3.2

Життєвий етап системи транспорту	Мета та задачі практики	Приклади потреб у видах моделей
Ескізне проектування	Перевірка досяжності та можливості реалізації вимог, оцінки техніко-економічних показників ефективності	Системоаналогові моделі, блок-схеми перетворень речовини, енергії, інформації
Технічні пропозиції	Розробка, узгодження, координація, конкретизація структурно-функціональної організації	Схеми принципові, архітектурні ескізи, маршрутні карти, блок схеми, часові діаграми
Робоче проектування	Розробка локальних елементів деталей, вузлів, компонентів, що функціонують на різних робочих режимах системи	Схеми конструктивні та монтажні, технологічні карти, режимні діаграми, логічні схеми, блок-схеми керування
Технологічне виготовлення	Налагодження параметрів та режимів роботи машин, регуляторів, засобів управління	Схеми алгоритмів, таблиці рішень, обмежень, норм, програми виробництва, схеми контролю та діагностики
Монтажне налагодження випробування	Координація технологій, контроль якості, визначення допусків, посадок, рівнів, уставок, обмежень	Технологічні карти, режимні таблиці, діаграми та схеми, ситуаційні моделі
Експлуатація	Планування та реалізація режимів, прогноз ситуацій, оптимальне управління, запобігання аварій, забезпечення живучості, надійності	Причинно-наслідкові схеми, еталонні моделі, схеми алгоритмів, технологічні журнали, оцінки функціонування, схеми автоматики
Відновлення, модернізація, ремонт	Технічна діагностика, автоконтроль, ідентифікація, оцінка показників якості	Блок-схеми, логічні схеми, алгоритми функціонування, технічні паспорти
Демонтаж Реінженерінг	Планування робіт, утилізація, використання за новим призначенням та умовами	Схеми оцінки остаточного ресурсу, довговічності, надійності, технічного потенціалу.

Моделі допомагають розв’язку задач практики, якщо вони адекватні об’єкту та умовам його взаємодії з навколишнім середовищем. Подібність динамічних процесів та явищ, що моделюємо, повинна бути забезпечена у межах цільових вимог, щодо розв’язку задачі. Тому формування ефективної моделі, яка задовольняє усім вимогам, включаючи якість відображення режимів функціонування реального об’єкта в конкретних ситуаціях, що змінюються, достатньо відповідальна процедура.

ЕВС використовують моделі та технології моделювання для розв’язку задач практики. В цьому технологічному процесі органічно поєднані ОПР (або колектив фахівців-експертів) та автомати-машини, що мають штучний інтелект. Поєднання забезпечують спеціальні комунікаційні засоби зв’язку.

Інтерфейс діалогового режиму (двобічного зв’язку) ЕВС побудовано на трьох функціонально-орієнтованих підсистемах.

1. Засоби введення даних та завдань. Оперативне управління процесами роботи власної машини або іншого експерта потребує: директив, команд, рекомендацій; порад одночасно з наданням корегуючих, редакторських та описових даних; формулювання задач, завдань, цілеспрямованих дій та координації процесів.

2. Засоби операційного перетворення даних. Оперативний двобічний діалог передбачає: використання засобів пам’яті для накопичування моделей; процесійних операторів реалізації робочих функцій розпізнавання, формування, прийняття ситуативних рішень; обслуговування потреб комунікації по ходу діалогу.

3. Засоби видачі, відображення результатів. Оперативний діалог виникає при умовах: своєчасного швидкого відображення повних результатів формування ІОДМ; в формі, що зручна для швидкого розуміння адекватної ситуації; повноти та достовірності інформації на панелі робочого простору оператора, дозволяє приймати ефективні рішення.

Формалізація задачної системи транспортної єдиної технологічної організації.

Під час транспортно виробничої діяльності виникають потреби до розв`язку складних задач практики. Кожна експлуатаційна задача ТЄТО виникає динамічно в реальних умовах. Складні задачі управління існують внаслідок ситуації, що породжена взаємовпливами між природними та соціальними факторами, Результати та наслідки існуючої схеми взаємодії у межах СДС транспорту можуть не задовольняти вимогам, правилам, стандартам та нормам якості функціонування транспортної організації. В усіх таких випадках спочатку засобами ТТТ та ТІУС потрібно зафіксувати та описати проблемну ситуацію, що виникла. Це неможливо зробити при відсутності або недостатньої якості інформаційно-вимірювальних засобів та телекомунікаційних каналів, що забезпечують своєчасного та повного формування тематичних баз даних та знань ТІУС.

Розглянемо приклад. Задача, яку потрібно крок за кроком розв`язати для забезпечення функціонування ТЄТО з використанням транспортних засобів, може бути, наприклад, сформульована наступним чином.

Оцінити мінімальний обсяг Q_min закупівлі ресурсних витратних матеріалів (палива) на наступний плановий крок τ, який забезпечить з заданою імовірністю α_з задовольнити потребу на перевезення, що очікується, з урахуванням обмежень згідно фактичних природно-соціальних умов.

1. Витрати палива Q для даного класу AVL та обсягу вантажу пропорційні довжині шляху L, що відомо з відповідних карт дорожно-транспортного комплексу.

2. Транспортне підприємство обслуговує m споживачів, кожен ( j-ї) з яких незалежно від інших клієнтів може або замовити перевезення з імовірністю P_j, або відмовитись з імовірністю (1- P_j), тобто нічого не замовити.

3. Точні значення ймовірностей P_j невідомі, але можливо використати попередні статистичні дані, якщо вони є та адекватні задачним умовам.

Збір даного роду даних та інтегрування інформації необхідно реалізовувати, щоб отримати економію коштів. Компромісний обсяг закупівлі палива одночасно визначає обмеження ризику до рівня (1-а), подальше зростання якого вже не буде забезпечувати отримання обігових коштів в необхідних обсягах рентабельного господарювання ТЄТО.

Таким чином, на прогнозний період за допомогою засобів телекомунікації можливо отримати додаткову більш точну та достовірну інформацію. З цією метою для зняття невизначеності потрібно опитати лише та частину користувача, яка має найменші попередні оцінки значення ймовірностей P_j<P_jmin. Або додаткову нову очікувану групу клієнтів. Крім того суттєве уточнення буде при використанні прогнозної інформації про метеорологічні дані на шляхах за замовленими маршрутами.

Даний приклад ілюструє прямий вклад ТТТ та оперативної інформації у фінансово-економічну діяльність транспортної організації. Підвищення інформативності дозволяє більш ретельно економити ресурси ТЄТО та знизити ризики, що виникають внаслідок неадекватних дій та прояву непередбачених факторів довкілля.

Θ =<ζ, Ζ, F, δ>, ( 3.1)

де Θ - тема або інформаційний об`єкт заданої задачної системи;

ζ – цілевказівки у вигляді комплексу інструкцій по управлінню для обраного класу процесів обробки інформації;

Ζ – задачний комплекс станів, що у вигляді початкового Ζ₀, поточного проміжного Ζ_і та кінцевого-цільового Z_n станів фіксує сутність даного класу операцій перетворення у межах ТІУС;

F – функціональний комплекс продукції, що може бути визначений згідно алгоритму розв`язку задачі у вигляді послідовності типових операторів , що дозволяють досягти ζ_n мети:

δ - початковий символ даної компоненти заданої системи, що дозволяє програмно-алгоритмічному забезпеченню ТІУС, включаючи стандарті процедури ТТТ, розпочати автоматичний (можливо й ергатичний) розв`язок задачі, як технологічний перехід з початкового стану у термінальний.

Складні задачі притаманні кожному процесу виробничої діяльності ТЄТО. Внаслідок цього ТІУС безперервно розв`язують практичні задачі транспортної системи, що виникають в реальної динамічної ситуації. Зміни факторів впливу зовнішнього середовища, що обумовлені просторово-часовим глобальним явищем, та внутрішніх факторів, які змінюються внаслідок експлуатаційних особливостей та поточної технології обслуговування транспортних засобів, усе це разом обумовлюють нову задачну ситуацію.

Встановлення факту про невідповідність існуючих реальних результатів тим, що потребуються (нормативам, завданням, вимогам) дозволяє надати опис поточної проблемної ситуації. Визначив детальний опис експлуатаційної ситуації у вигляді <що дано та що маємо> необхідно обрати адекватні цілі <що треба зробити та як діяти> для того, щоби не дати визначеної проблеми перерости у загрозливу – критичну ситуацію. Таким чином задачі управління верхнього рівня, де працюють ОПР ТІУС, розв`язуються за рахунок ефективних інформаційних технологій телекомунікації з інтелектуальними ресурсами для стабілізації рівня безпеки та якості експлуатації транспортних засобів.

Узагальнена схема технологічних обмінів даними за допомогою ТТТ надана на рис.1.11 без детальної декомпозиції конкретних задач ТЄТО.

Проблема підвищення безпеки руху ефективності роботи транспорту одна з найбільш актуальних для суспільства. Розробка нових транспортних засобів, їх виробництво та впровадження у транспортні підприємства вирішує тільки одну складову проблеми. Проте, мати сучасні транспортні засоби ще не є достатнім для ТЄТО. Потрібне отримання реальних економічних ефектів, які визначаються показниками: прибутковості, рентабельності, значеннями сталого розвитку, надійності; комфортності, безпеки перевезень пасажирів та вантажів.

Під час експлуатації транспортних засобів велика кількість різних природних та соціальних факторів ускладнює динамічні взаємовідносини у єдиній транспортній системі. Така складна динамічна системи (СДС) охоплює багато підсистем (рис. 3.10).

Фактичне безперервне виникнення відхилень між плановим завданням та реальною реалізацією його, особливо що приводять до суттєвих відмов техніки або аварійних дорожно-транспортних пригод (ДТП), в цілому підсумовує витратну складову, яка не забезпечує результуючу ефективність внаслідок отримання коштів за замовлене перевезення пасажирів та вантажів.

Розмір цих економічних втрат можливо зменшити, але для цього потрібно володіти точною інформацією по всім складовим ТЄТО, що змінюються внаслідок дії природних та соціальних факторів довкілля. Саме точна адекватна та вирішувальна інформація з функціонування ТЄТО є підставою для прийняття оптимальних цільових рішень. Наприклад,

Р1. Перевезення за маршрутом повинні бути рентабельні. Це означає, що в ринкових умовах всі експлуатаційні витрати окупаються прибутком.

Р2. Ресурсне РЕІ забезпечення перевезень повинно бути достатнім, повним, але й за мінімальною вартістю.