Вестник МГТУ, 2024, Т. 27, № 4.

Аухадеев А. Э. Теоретическая система уровней построения движения транспортного средства. Введение На протяжении нескольких последних лет Правительство РФ реализует инициативы, направленные на развитие городского электрического транспорта, что соответствует мировым тенденциям "возрождения" систем общественного транспорта на основе электрической тяги. Одной из наиболее значимых, предполагающей выделение на модернизацию городского электрического транспорта (ГЭТ) более 230 млрд руб., является совместная с Министерством транспорта программа Комплексного развития ГЭТ, реализуемая с 2023 г. в рамках федерального проекта "Развитие общественного транспорта" национального проекта "Безопасные качественные дороги". Основными задачами программы являются строительство и реконструкция около 700 км трамвайных путей, 97 тяговых подстанций и 11 депо, укомплектование парков предприятий ГЭТ более 600 трамваями и 300 электробусами, установка не менее 90 станций зарядки и др. ( М о р о з о в , 2 0 2 2 ) . Активная поддержка транспортной отрасли направлена, в первую очередь, на стимулирование российского производителя, что обеспечит снижение импорта готовых технических решений и предотвращение отставания технологического уровня отечественного производства от зарубежных аналогов ( Ш и ш к а р е в , 2 0 1 1 ) . Необходимо отметить, что в рамках программы Комплексного развития ГЭТ планируется реализация проекта по созданию цифровой платформы по управлению общественным транспортом, которая позволит контролировать весь процесс пассажироперевозок, осуществлять диспетчерское управление, планировать маршруты и др. Данный проект соответствует целям стратегического направления в области цифровой трансформации транспортной отрасли Российской Федерации до 2030 г., в которых особое внимание уделяется цифровизации пассажирских перевозок и цифровизации управления транспортным комплексом с применением технологий искусственного интеллекта (ИИ) ( Ч е ч е н о в а , 2 0 2 1 ; P i s a r e v a e t a l., 2 0 2 1 ) . Также решаются задачи цифровизации транспортных средств (ТС), для решения которых активно ведутся разработки, связанные с беспилотным общественным электротранспортом ( Г у з ь и д р ., 2 0 2 3 ; П р о л и с к о и д р ., 2 0 1 8 ) . Все это определяет востребованность новых научных исследований фундаментального и прикладного характера в области производства новых типов ТС и тягового электрооборудования (ТЭО), перспективных систем управления и др. с применением технологий искусственного интеллекта (ИИ) ( R o m a n o v a e t a l., 2 0 2 0 ; Р я б ч е н о к и д р ., 2 0 2 2 ) . В настоящее время общая теория и методы расчета электротехнических комплексов и систем транспортного назначения позволяют решать широкий круг задач в различных отраслях проектирования и эксплуатации ТС ГЭТ. Возрастающая актуальность исследований и разработок в области систем автоведения, помощи водителю, беспилотного управления ТС и др. с применением технологий ИИ определяет необходимость изменения существующих подходов к выбору и обоснованию режимов работы и параметров алгоритмов эффективного управления электротехническим комплексом ТЭО ТС. Целью научного исследования является развитие теоретических основ повышения эффективности режимов работы и алгоритмов управления ТЭО ТС за счет совершенствования представлений о принципах формирования управляемого движения ТС, являющегося результатом преобразования, передачи и использовании электрической энергии и информации в электротехническом комплексе ГЭТ. В данном случае управляемое движение ТС рассматривается как реализация работы последовательности режимов ТЭО, заданных водителем в соответствии с технологией эксплуатации и задачами производственного процесса ГЭТ. Научная новизна исследования заключается в рассмотрении ГЭТ как сложной производственно-технической системы и применении системно-синергетического подхода для описания принципов ее организации и функционирования ( А у х а д е е в и д р ., 2 0 1 9 а ; A u h a d e e v e t a l ., 2 0 1 9 а ) . Для достижения цели исследования был проведен анализ структурно-функциональных связей и свойств электротехнического комплекса ГЭТ, определяющего реализацию технологического процесса производственно-технической системы ГЭТ; обосновано применение концепции "уровней построения движения", реализующей принципы организации работы мозга человека, на основании которой разработана теоретическая система уровней построения движения ТС ГЭТ; разработаны математические модели для каждого уровня построения движения, а также определены параметры и ограничения, характеризующие их "внешние" и "внутренние" системные свойства и взаимосвязи. Теоретические основы В зависимости от решаемых научных и практических задач исследователи относят систему ГЭТ к разным видам и их сочетаниям: к технической, производственной, организационной, экономической, эргатической, социально-технической, производственно-экономической и др. ( Я к и м о в , 2 0 0 8 ; М и х а л ь ч е н к о и д р ., 2 0 1 7 ) . Интерпретация системы ГЭТ с позиций современной синергетической методологии, основы которой разработал и сформулировал как новую научную парадигму немецкий математик Герман Хакен (он же ввел и термин "синергетика" ( Х а к е н , 1 9 8 0 ) ) , послужит решению актуальной проблемы получения адекватной модели ГЭТ как сложноорганизованной системы ( K a s h a p o v e t a l ., 2 0 1 9 ; А у х а д е е в , 2 0 1 4 ) . В отечественной научной литературе уже делаются попытки описать транспортные системы в терминах открытых сложноорганизованных систем и синергетики, а также определить сферу проблем теоретического и практического характера, которые можно при этом решать ( В е л ь м о ж и н и д р ., 2 0 1 1 ; С е ч к а р е в , 2 0 1 1 ) . Вместе с тем опыта подобного рассмотрения системы ГЭТ в ходе исследования выявлено не было. 578