Оптимизация скоростного режима грузового поезда по критерию среднего ущерба от аварий

А. В. Борисов^ab, А. Н. Игнатов^c, В. А. Борисов<sup>c

a</sup> Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук
^b Московский центр фундаментальной и прикладной математики
^c Московский авиационный институт

Аннотация: Исследована задача определения скоростного режима поезда, минимизирующего ожидаемый ущерб, понесенный от аварий железнодорожного транспорта. Ущерб складывается из собственных потерь состава и возможных сопутствующих потерь составов на соседних путях. Функции вероятностей аварий различного типа параметризованы характеристиками топологии маршрута и показателями профиля — уклонами и кривизной пути. Вероятности также зависят от управления — скорости состава. От нее же зависят и функции ущерба — средние финансовые потери при повреждении одного вагона. Скоростной режим определяется решением задачи математического программирования с ограничениями. Он представляет собой функцию от расстояния до начала маршрута, сохраняющую постоянное значение на отрезках пути с постоянным профилем. Функция также удовлетворяет мгновенным геометрическим и интегральному временному ограничениям. Кусочно-постоянная скорость – идеализация, поэтому в работе дан алгоритм ее преобразования к физически реализуемому движению с равноускоренными переходами. В численном примере проанализировано влияние вида функций ущерба и временных ограничений на выбор оптимального скоростного режима.

Ключевые слова: кусочно-постоянное управление, скоростной режим, средний ущерб, нелинейная оптимизация.

Поступила в редакцию: 29.05.2025
Принята в печать: 15.08.2025

DOI: 10.14357/19922264250304