Вредоносное ПО (malware) - это назойливые или опасные программы,...
Современная тенденция перехода к цифровым методам создания, передачи, обработки и хранения информации приводит к широкому внедрению, статических и динамических баз данных, организации телекоммуникационной связи для доступа к информации через наземные и спутниковые информационные каналы. Соответственно и в логистических системах наблюдается переход на цифровые технологии во всех направлениях документооборота, в том числе замене бумажных перевозочных документов электронными. Интеграция информационных потоков и коммуникационного обеспечения в транспортировке товаров получила обобщающее название - телематика .
Внедрение информационных технологий и их интеграция на основе телематики реализуются на транспорте по нескольким основным направлениям. В первую очередь это активное внедрение и использование автоматизированных систем управления транспортным предприятием. Управление любым предприятием требует высокого уровня информативности и анализа полученной информации для формирования управленческого решения, поэтому предприятия внедряют автоматизированные системы управления (АСУ) различного уровня для качественного сбора и обработки информации о деятельности предприятия. АСК основывается на комплексном использовании технических, математических, информационных и организационных средств.
Основой АСУ предприятий являются базы данных - электронные картотеки, которые позволяют вести подробный структурированный учет всех составляющих работы предприятия. Используя системы управления базами данных является возможность глубоко анализировать содержание полученной информации, делать выборки, отчеты, статистические и математические расчеты. Для доступа работников предприятия к БД создается локальная разветвленная компьютерная сеть предприятия, по которой каждый специалист может получать необходимую ему информацию, обрабатывать ее соответствующим профессиональным программным обеспечением (складской, бухгалтерский учет, финансовые операции, кадровый учет, начисление зарплат и счетов и т.п.). Для защиты и сохранения информации доступ к БД рангований - каждый из клиентов сети имеет четко определенные права по использованию определенной информации, ее изменения или копирования. Информация БД хранится на специальном выделенном компьютере - сервере, который имеет соответствующее программное обеспечение по работе с запросами клиентов. На рабочих компьютерах специалистов предприятия, кроме основной СУБД, могут устанавливаться дополнительные программы, необходимые для работы специалиста, например, программа бухгалтерского учета или система диспетчеризации автомобилей в рейсе. Эти программы могут взаимодействовать с СУБД, а могут работать автономно. Автоматизация управления на базе локальных компьютерных сетей и баз данных благодаря наличию выхода в Интернет реализует информационную интеграцию со всеми участниками логистической цепи. Основными последствиями внедрения АСК является повышение качества, скорости и надежности учета и анализа работы предприятия и структурных подразделений, отдельных работников; внедрение электронного документооборота, что также повышает качественные показатели; выход на электронное взаимодействие с другими предприятиями, заказчиками, поставщиками через Интернет-технологии. Как результат, это дает повышение уровня использования подвижного состава транспортного предприятия, оптимизацию его загрузки, уменьшение расходов на горюче-смазочные материалы за счет внедрения программ оптимизации маршрутов, увеличение конкурентоспособности и прибыльности .
Другое направление использования АСК - это реализация доступа к государственной, ведомственной и коммерческой информации, размещенной в сети Интернет. Существуют европейские и украинские программы предоставления доступа как юридической, так и физическому лицу в любой государственной информации и документооборота через компьютерные терминалы. В Украине работает программа "Электронная таможня", которая предоставляет такой доступ всем участникам внешнеэкономической деятельности, позволяя получать государственную и межгосударственную информацию по законодательству и правилам ведения внешнеэкономической деятельности, создавать и подавать электронные грузовые декларации для пересечения таможенных границ .
Следующая по объемам внедрения и использования информационная технология на транспорте - это мониторинг транспортных средств, под которым понимают контроль за местонахождением и состоянием транспортных средств, грузы или водителей на базе бортовых компьютерных систем и GPS-технологий. По телекоммуникационным каналам эта информация становится доступна организаторам перевозок и другим участникам логистической цепи. Это направление использования информационных технологий на транспорте позволяет значительно повысить безопасность перевозки, качество работы логистического канала, экономичность транспортных операций. Обеспечивается эффективное диспетчирования запланированных перевозок, так как диспетчер в любой промежуток времени может проконтролировать, где находится транспортное средство, его скорость, состояние двигателя, груза, количество топлива и др. При необходимости автомобиль может быть переадресован по догрузкой или обратным загрузкой. При выходе автомобиля из строя информация о его состояния позволяет принять оптимальное решение по ремонту или направление другого автомобиля. Современные транспортные средства все больше насыщаются электронными подсистемами для повышения их экономичности, безопасности движения, улучшение условий работы водителя, обеспечение сохранности автомобиля и груза, а средства связи позволяют передавать в реальном режиме времени эту информацию диспетчерским службам перевозчиков или соответствующим дорожным службам. При повреждении груза или его умышленном завладении современные средства телематики позволяют поднять тревогу, вызвать аварийные службы и т. Д. Повышение информативности перевозчика о состоянии выполнения запланированного задания, состояния автомобиля и груза повышает надежность и качество перевозки и соответственно влияет на конкурентоспособность тех перевозчиков, которые внедряют современные информационные технологии. По многим результатам исследований доказано, что внедрение современных информационных технологий дает предприятию-перевозчику большую прибыль, чем приобретение нового автомобиля .
Мониторинг транспортных средств не эффективен без использования современных коммуникационных средств. Коммуникационные средства базируются на достижениях в низкочастотной радиотелефонии, спутниковой связи и технологиях обработки видеографический информации. Широко используются также такие новые технологии, как: национальные и региональные сотовые сети для передачи вербальной и цифровой информации; спутниковые коммуникационные системы передачи информации и глобального позиционирования. Как базовой сетевой технологии в транспортной логистике предпочтение отдается системе сети Интернет, которую отличает сравнительно низкая стоимость, простота эксплуатации, открытость для использования и координации перевозок всеми видами транспорта. Широко используется глобальный мобильная связь "трубка- трубка", который обеспечивается низкоорбитальных спутников системы "Global Star". Новые направления развития логистики связаны с методологиями распределения мобильного управления на основе сетевых WAP-технологий (т-logistics), ресурсной поддержки жизненного цикла товаров на основе CALS- технологий .
Еще одно направление внедрения информационных технологий на транспорте - использование электронной логистики. Электронная логистика - это управление электронными информационными потоками, возникающими в цепях поставок товаров с целью их оптимизации. Повышение эффективности логистических систем достигается за счет быстрой передачи информации относительно логистических операций, ее обработки при уменьшении количества бумажных носителей, уменьшение ошибок при вводе данных. Базой электронной логистики являются международные стандарты на методы кодирования логистических единиц и соответствующее считывания. Координатором процесса разработки и управления стандартами электронной логистики выступает международная организация GSI (глобальная информационная система) и ее национальные представительства. Использование стандарта позволяет торговым партнерам разных стран обмениваться информацией в электронном виде. Из всех разрабатываемых GS1 направлений электронной логистики наиболее широкое использование нашло кодирования, которое обеспечивает автоматическую идентификацию грузов. По способу кодирования различают штриховое и радиочастотное.
Стратегическая цель кодирования - минимизация участия человека в цепях поставок товаров. Это будет достигнуто при замене всех транзакций кодами (отгрузки, счет, возврат товара и т.д.). Средства кодирования обеспечивают маркировку, под которым понимают нанесение специальных знаков, надписей на транспортные средства, груз или тару. Выбор средств для маркировки зависит от его назначения, места нанесения и средств считывания. Маркировка бывает нескольких видов.
Товарное - проставляется производителем для указания типа изделия и названия производителя.
Грузовое - при котором указывается наименование пунктов отправки товара и назначения, отправитель и получатель груза. Может быть указана масса или объем груза.
Транспортное - при котором указывается число мест в партии грузов и номер товарно-транспортного документа.
Специальное - где даются особые указания относительно требований к перевозке, хранению грузов с помощью условных международных отметок.
Наиболее распространенное сегодня штриховое кодирование. Штрих-код состоит из серии параллельных штрихов различной толщины и с различными промежутками между ними. Таким образом обеспечивается кодирования данных в цифровые символы. Электронный сканирующее устройство выполняет автоматическое или полуавтоматическое сканирования, в процессе которого закодированы данные декодируются в формате, который воспринимается компьютерной системой. Штрих-кодирования обеспечивает высокую скорость обработки документов на грузы. Использование штрих-кодов является обязательным элементом логистики и отражает современные методы и технологии доставки товаров - интеграцию снабженческо-производственно-распределительных систем, хранения на основе компьютеризированных систем учета и управления информацией о материальных потоков.
Вместе с тем, развитие информационных технологий открывает возможность перехода на новый, более технологичный способ кодирования - радиочастотный. При такой технологии кодирования выполняется на микрочип (микросхему), который закрепляется в товар, тару или транспортное средство. Запись и считывание информации с микропроцессоров микрочипа происходит бесконтактно на значительном расстоянии и с большой скоростью, автоматизировано. Возможности микрочипа значительно шире относительно объема и содержания закодированной в нем информации по сравнению с штриховым кодированием. Современные флеш-методы перепрограммирования процессоров позволяют многократно перезаписывать часть информации при перемещении и переработке изделий, сохраняя постоянную.
Прилагаются усилия к уменьшению простоев транспорта на границах Евросоюза на базе электронного документооборота технологии "Green Custom", основанная на элементах электронной логистики. Известно, что задержка железнодорожных вагонов благодаря внедрению электронной логистики уменьшилась в разы.
Активно развивается такое направление информационных технологий на транспорте, как автоматизация управления дорожным движением. Увеличение числа автомобилей на дорогах, объемов и скоростей транспортных потоков, требует повышения эффективности контроля и управления дорожным движением. Средства телематики позволяют контролировать скорость транспортных средств, плотность транспортных потоков, управлять светофорами с учетом дорожной обстановки, перераспределять транспортные потоки в зависимости от дорожных условий и тому подобное. Например, информационная интеграция на основе телематики широко внедряется для контроля трансъевропейского движения товаров. Сегодня перемещения товаров тысячами грузовиков контролируется спутниковыми системами. В Австрии, Германии, Нидерландах используют спутниковый контроль загрузки скоростных платных магистралей и беззупинковий расчет за проезд. Тестируются программы полностью автоматизированного управления транспортными средствами на отдельных участках городских дорог и автострад. В недалеком будущем в рамках телематики найдут свое внедрение системы автоматического диалога между бортовыми системами и системами управления дорожным движением, непосредственно диалог между бортовыми системами автомобилей в транспортном потоке.
Все эти приведенные информационные средства и технологии повышают эффективность управления перевозочным процессом на всех технологических этапах. На транспорте для широкого внедрения указанных информационных технологий нужно:
Построить базу данных с нормативно-справочной и оперативной информации, необходимой для решения задач автоматизации грузовых и коммерческих операций, отслеживания и поиска грузов;
Разработать единые стандарты для бортового мониторинга и телекоммуникации; - Внедрить унифицированную систему кодирования грузов, всех видов транспорта, грузоотправителей и получателей и нанести их на единицу транспорта удобным для считывания способом;
Внедрить технические средства снятия информации с подвижного состава и автоматизированного ввода ее в базы данных.
В результате введения этих технологий получим способность к взаимодействию различных видов технических и программных составляющих информационных систем, ликвидацию промежуточных звеньев за счет интеграции информационных потоков, глобализации логистических систем, постепенное слияние различных потоковых процессов в рамках глобальной системы обмена материальными, энергетическими, финансовыми и информационными потоками (конвергенция) (рис. 2.5).
Рисунок 2.5 - Структура взаимодействия информационных тенденций
Интегрирующим направлением использования цифровых информационных технологий будет распространения идеологии CALS-технологии в логистических системах. CALS-технологии (Computer-Aided Logistics Support) - это интегрированная логистическое поддержка жизненного цикла продукта, в первую очередь транспортных средств, габаритных бытовых устройств, производственного оборудования. CALS-технология является одной из базовых целей интегрированной логистики. CALS-технология состоит из систем интегрированного цифрового сопровождения производства товаров и интегрированной логистической поддержки изделия. Интегрированная логистическое поддержка (ИЛП) - информационное сопровождение бизнес-процессов на всех стадиях производства и эксплуатации, в первую очередь внедряется на транспорте. Информационная поддержка жизненного цикла товара включает: проектирование изделия, его производство, эксплуатацию и утилизацию . В рамках глобализации технологий и информации CALS-технология переходит из узких специализированных технологий на всемирной глобальный уровень, становясь элементом логистики. Система ИЛП решает задачи:
Логистический анализ на стадии проектирования;
Создание электронной технической документации на приобретение, поставки, введения, эксплуатации, сервиса, ремонта изделий;
Создание и ведение электронных досье на эксплуатацию изделия;
Использование стандартизированных процессов поставки изделий и средств материально-технического обеспечения;
Создание электронных сетей информационной поддержки логистических процессов;
Использование стандартных решений при кодификации изделий и предметов снабжения;
Создание и использование систем планирования и контроля потребности в ресурсах, формирование заявок на ресурсы и управление контрактами на поставки.
Модель ИЛП представляет собой совокупность процессов, организационно-технических мероприятий, выполняемых на всех стадиях жизненного цикла изделия.
CALS-технологии способствуют расширению сферы использования логистики на транспорте, а именно:
Расширяется направления деятельности транспортного предприятия за счет кооперации с предприятиями других отраслей;
Кооперация участников логистического процесса распространяется как на комплектующие, так и на готовые изделия;
Повышается эффективность деятельности за счет информации, подготовленной смежником по цепи;
Повышается прозрачность и управляемость бизнес-процессов, их анализ и реинжиниринг на основе функциональных моделей;
Без дополнительных затрат обеспечивается гарантия качества продукции.
Для реализации CALS-технологии необходимо:
Наличие современной инфраструктуры передачи данных
Введение понятия "электронный документ" как объекта деятельности;
Реформирование (реинжиниринг) бизнес-процессов и внедрения электронно-цифровых подписей;
Создание системы стандартов - функциональных (взаимодействие сетей), на программную архитектуру, информационных (модель данных), коммуникационных.
Информатизация на транспорте продолжает развиваться. Совершенствуются программные продукты и технические средства, внедряются новые технологии, все более активно используется сеть Интернет. Электронная торговля (Е-Commerce), Интернет-технологии, автоматизированное управление на базе современных технических и программных средств открыли новые возможности повышения эффективности работы транспорта и экономичности логистических систем. Этому в значительной мере способствовали современные системы телекоммуникаций и в первую очередь мобильная система связи на основе стандарта GSM (Global System for Mobile Communication). Большое значение для автоматизации на всех видах транспорта имеет глобальная система определения местоположения транспортных средств (GPS) на основе спутниковой связи. В значительной мере автоматизации и информатизации на транспорте способствовали успехи в области идентификации грузов и носителей на основе штрихового кода, а также новые радиочастотные технологии идентификации с применением транспондеров.
В качестве основного направления для оптимизации использования автомобильного транспорта предлагается применение автоматизированных навигационных систем, посредством которых определяется оптимальный маршрут движения транспортных средств.
В настоящее время известен целый ряд таких систем с разнообразным программным обеспечением. Большинство этих систем работает на основе глобальной автоматизированной географической системы GIS с топографическими картами в цифровой форме, которая используется не только на автомобильном, но и на других видах транспорта для автоматизации управления. В качестве примера навигационной системы на основе GIS можно рассматривать систему, разработанную фирмой Macon GmbH (Германия) Фирма PDS GmbH (Кельн, Германия) предложила переносной персональный компьютер новой модели, который может найти широкое применение на транспорте и в логистике. Компьютер типа Team Pad 30 имеет 64-разрядный процессор и работает в операционной системе Windows СЕ, оборудован устройствами радиосвязи стандарта D и Е-сети и мобильной телефонной связи стандарта GSM Встроенная CMOS-камера позволяет считывать в режиме on-line кодовые обозначения, графические изображения и текстовые надписи. Разрешающая способность камеры - 330 тыс. пикселей. Возможно встраивание в компьютер специального модуля для определения местоположения транспортных средств с использованием глобальной системы GPS, на основе спутниковой связи.
Информатизация становится основой дальнейшего развития транспортных и логистических систем. Значительное число фирм работает в области разработки новых программных средств, которые позволяют создавать все более эффективные системы. Все большее применение находят информационные технологии для обслуживания пассажиров на транспорте общего пользования.
Совершенствование информационных систем для пассажиров рассматривается на железных дорогах Германии как важный фактор повышения качества обслуживания пассажиров. Создана сетевая интегрированная информационная система для обслуживания пассажиров железнодорожного транспорта общего пользования с использованием возможностей глобальной системы определения местоположения транспортных средств на основе спутниковой связи (GPS). Важной особенностью автоматизированной системы является то, что она извещает пассажиров, как находящихся на вокзалах, так и следующих в поездах. В рамках Европейского Союза ведутся интенсивные научно-исследовательские и практические работы по созданию единой автоматизированной информационной системы для пассажиров общественного транспорта. Такая система, получившая наименование SAMPLUS, по завершении ее создания и опытной эксплуатации будет внедрена во всех странах-членах ЕС, а также ряде других европейских стран. Опытная эксплуатация уже проведена в Бельгии, Финляндии, Италии и Швеции. Близко по своим функциональным возможностям к системе SAMPLUS система BVS, созданная в Германии.
Глобальная система определения местоположения транспортных средств на основе спутниковой связи (GPS) в сочетании с глобальной системой мобильной связи на основе стандарта GSM создали широкие возможности проектирования и строительства транспортных систем с автоматизированным управлением для различных видов транспорта. В области создания таких систем успешно работает специализированная фирма DENAX Communication for Products AG Kastor & Pollux (Франкфурт, Германия), Фирма Cubic Transportation Systems Deutschland GmbH (Бонн, Германия) известна как разработчик автоматизированных систем для транспорта общего пользования. Фирмой разработаны и внедрены автоматы для продажи билетов, а также заказ и продажа билетов в сети Интернет. Всего фирмой реализовано более 400 проектов. Фирма Corn ROAD AG (Унтершлайсхайм, Германия) специализируется в области разработки программного обеспечения для транспорта и логистики с использованием таких глобальных систем как автоматизированная система определения местоположения транспортных средств на основе спутниковой связи (GPS), система мобильной телефонной связи стандарта GSM и др. Программные продукты фирмы реализованы более чем в 30 странах мира. Фирма Barthauer Software GmbH (Брауншвайг, Германия) предлагает широкий спектр услуг в области разработки и внедрения программного обеспечения для АСУ различного назначения. Фирма разрабатывает прикладное программное обеспечение на основе использования автоматизированной географической системы (GIS), автоматизированной системы проектирования (CAD) и др. Разработан и внедрен ряд пакетов программ для оптимизации управления ресурсами предприятий, управления коммунальным хозяйством и городским транспортом, организации маркетинга с целью качественного обслуживания клиентов и др.
Более 100 промышленных и транспортных предприятий успешно эксплуатируют АСУ транспортными средствами на основе программного обеспечения TESS, разработанного Институтом оперативного управления Inform GmbH (Ахен, Германия). Модульное построение пакета программ позволяет эффективно решать различные задачи оперативного управления транспортом, включая оптимизацию маршрутов движения. Главная особенность пакета состоит в том, что наряду с использованием детерминированных данных и традиционной двухзначной логики предусмотрена возможность для решения вероятностных оптимизационных задач использовать нетрадиционную, так называемую "нестрогую логику* (Fuzzy Logik). Предусмотрены удобные интерфейсы для связи с АСУ материально-техническим снабжением и АСУ ресурсами. Развитие логистики в последние годы связано с применением информационных технологий и становлением технологии электронного бизнеса (Е-Business). Фирма Bartsch und Partner GmbH Berotung und Vertrieb (Висбаден, Германия) специализируется в области разработок технологии электронного бизнеса и программного обеспечения на основе таких технологий. В частности, фирмой разработано и предлагается программное обеспечение для автоматизированного управления материальными и финансовыми ресурсами промышленных предприятий. Пакет программ NAWIS (г) может эффективно использоваться для оптимизации и управления закупок сырья и материалов, связанных с материально-техническим обеспечением предприятий. Фирма CAS Concepts and Solutions AG (Гамбург, Германия) известна своими концептуальными разработками в области информационных технологий в промышленности, на транспорте и в логистике. На основе тщательного изучения местных особенностей предприятия фирма разрабатывает концептуальный подход выбора варианта информатизации и обеспечивает разработку, внедрение и сопровождение системы. Удобные интерфейсы связывают новые программные продукты с уже внедренными, например пакет программ SAP. Успех автоматизации различных логистических систем в большой мере зависит от сбора, обработки и передачи данных с использованием современных технических и программных средств. Фирма Intermec, образованная в 1965 г., успешно работает в этой области. Мобильные и переносные терминалы и программное обеспечение фирмы применяются на складах и промышленных предприятиях, обеспечивая автоматизированное управление надежными данными, необходимыми для принятия правильных управленческих решений. Фирма создает локальные сети LAN на основе использования радиосвязи для обмена данными. Значительный объем работ выполняется в области систем идентификации грузов, носителей и транспортных средств.
Использование напольных транспортных средств, работающих без водителей, т.е. робототележек, обеспечивает гибкую автоматизацию сборочно-монтажных и других видов работ. На заводе по производству бензиновых четырехцилиндровых двигателей для легковых автомобилей фирмы Opel фирма Burkhardt Systemtechnik GmbH (Германия) поставило робототележки с двухзонной лазерной системой навигации и обеспечения безопасности движения, разработанной фирмой Honeywell. Робототележки обеспечивают гибкую автоматизацию сборки двигателей, система навигации обеспечивает надежный обзор по пути движения тележек в радиусе 10 м. Фирма MLR Soft GmbH и ее дочерняя структура MLR System GmbH (Германия) также успешно специализируются в области создания напольных транспортных средств, работающих без водителей. Такие тележки и робототележки оборудуются современными простыми навигационными системами, работающими с высокой степенью надежности и безопасности. Специализированная логистическая фирма BMG Baugruppen und Modulfertigung GmbH (Германия) обеспечивает комплексное логистическое обслуживание автомобильного завода фирмы Volkswagen в Мозеле. Склад логистической фирмы расположен в 10 км от предприятия. Между предприятием и складом ежедневно выполняется 240 автомобильных рейсов, обеспечивающих доставку тарно-штучных грузов. Транспортировка организована по принципу «точно в назначенное время». Этому способствует созданная автоматизированная погрузочно-разгрузочная система фирмы Geselschaft fur automatischen Verladetechnik mbH & Co.KG. Для разгрузки на складе предусмотрено 14 разгрузочных станций, от которых дальнейшая транспортировка грузов осуществляется ленточными конвейерами с автоматизированным управлением. Внедрение системы позволило на 50% увеличить производительность предприятия.
На предприятии фирмы Uzin Utz AG (Германия) для перевозок грузов на поддонах между производством и вновь построенным складом используются два автомобиля Actros 2531 фирмы Mercedes Benz, оборудованные автоматическим управлением, разработанным фирмой Fox GmbH (Германия) с участием фирм-соисполнителей. Кузов автомобиля изготовлен из стального листа и вмещает 14 поддонов с грузом, погрузка и разгрузка которых выполняется в автоматическом режиме посредством встроенного роликового конвейера. Автомобили работают без водителей. Снабжены лазерной системой навигации, бампером безопасности и сканирующим устройством для распознавания препятствий на пути движения. Годовой объем перевозок грузов составляет 120 тыс. т. Фирма SK Group (Франция) предлагает автоматизированную систему обеспечения безопасности работы кранов и предупреждения коллизионных ситуаций в строительном производстве. Система основана на использовании бортового компьютера «Navigator 2000», специальных датчиков и радара. Бортовой компьютер может быть соединен с управляющей ЭВМ фирмы с возможностью контроля за его работой через сеть Интернет в реальном времени (on-line). Фирма Ravas Europa предлагает встроенные весы серии RWV-RF для оборудования вилочных погрузчиков грузоподъемностью до 5 т с точностью определения массы грузов 0,1%. Для передачи данных от весовых датчиков к бортовому устройству с дисплеем используется радиосвязь. Предусмотрена возможность определения тары, массы нетто и брутто. Весы комплектуются аккумулятором с продолжительностью работы без зарядки до 30 ч. Применение встроенных весов значительно повышает производительность работы вилочных погрузчиков, поскольку исключает специальные заезды на весы для взвешивания грузов. Целый ряд интересных технических решений принят при проектировании и строительстве новых автоматизированных складов и контейнерных терминалов. Например, на автоматизированном складе металлопроката фирмы Saizgitter Stahlhandel GmbH (Гладбек, Германия) работает автоматический мостовой кран с точностью позиционирования в автоматическом режиме до 3 мм. Грузоподъемность крана - 13 т. Система позиционирования ICS 50001 - надежно работает на всей длине склада, которая составляет 170 м. Оптимизацию режима движения крана обеспечивает система ASC.
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Владимирский государственный университет Кафедра автомобильного транспорта
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА НА АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ
Рабочая программа, конспект лекций и контрольные задания
Составитель М.Ю. БАЖЕНОВ
Владимир 2008
Рецензент Кандидат технических наук, доцент
кафедры метрологии и стандартизации Владимирского государственного университета
М.В. Латышев
Печатается по решению редакционного совета Владимирского государственного университета
Вычислительная техника на автомобильном транспорте: рабоВ95 чая программа, конспект лекций и контрольные задания / Владим. гос. ун-т; сост. М. Ю. Баженов. – Владимир: Изд-во Вла-
дим. гос. ун-та, 2008. – 84 с.
Изложена рабочая программа по курсу, приводится конспект лекций, охватывающий вопросы развития вычислительной техники и области ее применения на автомобильном транспорте, понятия новых информационных технологий и автоматизированных систем управления. Рассмотрены компьютерные информационные системы на автомобильном транспорте и их техническое, программное, информационное, организационное и правовое обеспечение, основные принципы сетевых информационных технологий.
Предназначены для студентов специальности 190601 – автомобили и автомобильное хозяйство заочной формы обучения.
Ил. 30. Библиогр.: 5 назв.
УДК 004:629.113 ББК 32.97:39.33
1. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
Вопросы развития вычислительной техники (ВТ) и области ее применения на автомобильном транспорте (АТ). Понятие новых информационных технологий. Требования к современным информационным комплексам. История развития.
2. Основныеположенияавтоматизированныхсистемуправления(АСУ)
Определения и понятия АСУ. Тенденции развития информационных технологий (ИТ) управления. Классификация АСУ. Варианты использования данных в качестве информации.
3. Критерии качества информации, оценка их влияния на принятие управленческихрешений. Особенностиинформационныхсистем(ИС)
Своевременность получения необходимой информации, её полнота и точность как признаки информации, существенно влияющие на эффективность управленческих решений. Функции управления: планирование, контроль и регулирование. Специфические особенности ИС.
4. Структура информационной модели объекта управления. Типовая структура АСУ
Модель перевозочного процесса. Построение модели системы управления на основе диагностического анализа функционирования служб предприятия и детального изучения существующей системы обработки данных. Типовая структура АСУ: функциональная и обеспечивающая часть. Методологические принципы создания АСУ: принцип новых задач, принцип комплексного подхода, принцип первого руководителя, принцип непрерывного развития, принцип автоматизации, принцип модульности и типизации, принцип согласованности.
5. Информационныесистемыавтотранспортногопредприятия(АТП)
Общая структура системы. Основные автоматизированные рабо-
чие места (АРМ), их структура и основные функции.
6. Информационное обеспечение ИС
База данных как основа информационного обеспечения. Распределенные базы данных. Архитектуры ИС: файл-сервер, клиент-сервер. Системы поддержки принятия решений.
7. Техническое обеспечение
Современные технические средства ИС автомобильного транспорта и рекомендации по выбору программно-технических средств для обработки информации АТ.
8. Программное обеспечение ИС
Классификация программного обеспечения информационных систем. Системное и сетевое программное обеспечение. Инструментальные средства: системы управления базами данных и языки программирования. Прикладное программное обеспечение. Рекомендации по выбору.
9. Организационное и правовое обеспечение ИС
Производство и потребление информационных продуктов и услуг. Информационное право, обеспечение информационной безопасности.
10. Безбумажные технологии и средства автоматической идентификации объекто
Средства обеспечения достоверности первичной информации. Методы автоматической идентификации: магнитная, радиочастотная, штриховая. Система контроля автобусного движения (СКАД). Спутниковые навигационные системы.
11. Использование Интернета при организации перевозок
Веб-сайты, предоставляющие возможности поиска как свободного подвижного состава для выполнения перевозок, так и потенциального грузоотправителя. Взаимодействие с глобальными информационными сетями.
12. Перспективы развития новых информационных технологий и АСУ на АТ
Конкурентная борьба на рынке информационных технологий. Качественные последствия развития средств телекоммуникаций. Перспективы развития технических средств АСУ.
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К РАЗДЕЛАМ ПРОГРАММЫ
Целью преподавания дисциплины является изучение области применения вычислительной техники на автомобильном транспорте и получение практических навыков по использованию вычислительной техники в инженерной деятельности в области эксплуатации автомобильного транспорта.
Задачи дисциплины:
– изучить тенденции развития ВТ и ее роль на АТ;
– изучить компьютерные информационные системы на АТ и их программно-техническое обеспечение;
– получить практические навыки по созданию, редактированию и выводу различного рода информации (текстовой, графической, табличной и др.) средствами ВТ;
– изучить и получить практические навыки решения управленческих и учетно-статистических задач АТ;
– изучитьосновныепринципысетевыхинформационныхтехнологий. Изучение дисциплины осложнено тем фактом, что практически
отсутствует единый учебник для высших учебных заведений, поэтому в библиографическом списке приведено несколько источников, краткие обобщения которых и входят в данное методическое пособие.
– ознакомиться с рабочей программой и методическими указаниями;
– изучить материал дисциплины по предлагаемой литературе и данному конспекту лекций;
– ответить на вопросы для самоконтроля, имеющиеся в конце каждого раздела;
– для закрепления изучаемого материала студент обязан выполнить контрольную работу, включающую ответы на два вопроса по разделам (варианты заданий даны на с. 80). По завершении изучения дисциплины студенты заочного обучения сдают экзамен, заочного ускоренного – зачет.
3. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
3.1. Понятие новых информационных технологий
Стимулирующее влияние на применение компьютерной техники на АТ оказывают государственные стандарты по безопасности автотранспортных средств, экономии топлива и защите окружающей среды, а также необходимость изыскания внутренних резервов в сложной экономической ситуации.
С ростом сложности и динамичности систем многократно возрастают потоки информации, возникает необходимость в их упорядочении и рассмотрении как одной из составных частей технологического процесса, что привело к возникновению понятия «информационные технологии» (ИТ). ИТ – способ информационного производства, совокупность методических положений, организационных установок, инструментально-технологических средств и т. п. – всего того, что регламентирует и поддерживает деятельность людей, вовлеченных в информационное производство на основе применения ЭВМ. В восьмидесятые годы, в связи с ускорением процесса развития ИТ появилось понятие «новые информационные технологии» (НИТ).
НИТ являются совокупностью встроенных в системы организованного управления принципиально новых средств и методов обработки данных, представляющих собой целостные технологические системы, обеспечивающие целенаправленное создание, передачу, хранение и отображение информационного продукта (данных, идей, знаний) с закономерностями той или иной среды, где развивается НИТ.
Нося преимущественно безбумажный характер, НИТ снижает роль субъективного фактора при получении, передаче и обработке информации, чем радикально отличается от традиционной ИТ, значительно превосходя ее по экономичности, производительности, точности.
В качестве технологической модели современной ИТ используется распределенная сеть обработки данных, а основной функцией является «поддержка принятия решения» управленцем (оператором).
Технической базой служат вычислительные системы пятого поколения, оснащенные периферийными устройствами и коммуникационными сетями. Составные части НИТ и основные области ее деятельности представлены на схеме (рис. 1).
Новая технология | Новая технология | Новая технология |
|||
коммуникаций на основе | выработки |
||||
обработки управленческой | |||||
локальных и | управленческих решений, |
||||
информации на основе | |||||
распределенных сетей | использующих средства |
||||
ЭВМ и АРМ | |||||
искусственного интеллекта |
|||||
Новые информационные технологии
П р и м е н е н и е
Автоматизация | Автоматизация |
|||
оперативного | ||||
Создание и обеспечение | организованного |
|||
планирования и | ||||
функционирования новых | управления |
|||
управления | ||||
технологий | (учрежденческой |
|||
производственным | ||||
деятельности) |
||||
процессом | ||||
Рис. 1. Составные части и основные направления деятельности НИТ
Таким образом, НИТ объединяет новые коммуникационные технологии на основе локальных и распределенных сетей ЭВМ, методы обработки управленческой информации при помощи ПЭВМ и АРМ, а также выработки управленческих решений на основе средств искусственного интеллекта (баз данных, экспертных систем, различных типов моделирования) предусматривающих разнообразные (графические, звуковые, текстовые) формы отображения моделируемых ситуаций, реализуя таким образом «дружественный интерфейс».
Требования к современным информационным комплексам:
– функциональность (встраиваемость), т. е. насколько легко и естественно с помощью автоматизированной системы осуществляются ввод, изменение, организация и хранение информации;
– работоспособность (надежность) информационной системы (ее информационной составляющей и оборудования);
– интерактивность – степень, которой характеризуется удобство связи рабочих мест друг с другом и оператора с машиной;
– интерьер конторы, включая размещение оборудования, наличие свободного пространства и т. д.
Рассматривая понятие НИТ, необходимо отметить их социальнопсихологическую значимость. Персонал остается одним из основных элементов автоматизированной человеко-машинной системы, поэтому от его взаимодействия с элементами НИТ во многом зависит эффективность производственной системы в целом. С точки зрения человеческого фактора, автоматизацию производства необходимо рассматривать с двух сторон. Применение современной техники позволяет повысить производительность труда управленца (оператора), снизить утомляемость и вероятность ошибки, поднять престиж его деятельности. В то же время НИТ предъявляет повышенные требования к квалификации персонала и его подготовленности в области современных методов управления, делая необходимым изменение профессиональных знаний.
История развития информационных систем на АТ
С момента появления вычислительной техники на АТ существовали три принципиальные схемы ее использования:
– централизованная обработка всей информации АТП региона на базе комплексных информационно-вычислительных центров (КИВЦ);
– двухуровневая АСУ с обработкой части информации в КИВЦ, а части в АТП;
– обработка информационных потоков силами АСУ АТП непосредственно на предприятии.
Выбор той или иной схемы определялся уровнем развития вычислительной техники, средств программирования и их стоимостью.
Переход к обработке информации на вычислительных машинах имел ряд преимуществ:
– из общего информационного потока была выделена нормативносправочная информация (НСИ), которая по объему составляет поряд-
ка 60 – 70 %;
– были унифицированы и типизированы первичные документы;
– на базе КИВЦ был сформирован на магнитных носителях единый массив НСИ, который использовался для решения задач АТП всего региона;
– была разработана система классификации и кодирования информации, что позволило сопоставлять результаты работы различных предприятий, уменьшить объемы хранимой на магнитных носителях информации и увеличить скорость ее обработки.
– персонал предприятий был разгружен от рутинной, расчетной работы, объем которой, например, при обработке путевых листов, составлял порядка 90 %, возросла оперативность обработки документов
и исключились ошибки счета.
Однако более чем 20-летний опыт работы таких АСУ, в результате которого многие показатели планируемой эффективности созданных систем оказались не достигнутыми, позволяет сделать выводы о недостатках централизованных систем обработки данных. К таковым
в первую очередь следует отнести:
– дублирование информации на бумажных, перфорационных и магнитных носителях;
– наличие ошибок при переносе информации с бумажных носителей на перфорационные;
– значительное запаздывание поступления обработанной информации к управленческому персоналу, что не дает возможности решать оперативные задачи;
– значительную трудоемкость контроля ошибок при вводе (перфорации) информации;
– дублирование как входной, так и выходной информации;
– трудности этапности внедрения системы, связанные с охватом новых подразделений предприятия;
– длительные сроки разработки и ввода в промышленную эксплуатацию системы;
– в системе не формируются оптимальные управленческие решения (выдаются только выходные формы).
В этих условиях АСУ, как правило, выполняла отдельные функции, механизирующие элементы частных расчетов.
В середине 80-х г. в нашей стране начали распространяться персональные компьютеры (ПК), которые по своим характеристикам сначала приблизились к большим ЭВМ, а затем и превзошли их. Программное обеспечение ПК имело дружественный интерфейс и не требовало от персонала специальных знаний. На базе этих программнотехнических средств начали создаваться принципиально новые АР-
Мы. Они устанавливались непосредственно на рабочих местах и с ними работал персонал предприятия. За счет того что в системе обработки информации исключилось два промежуточных звена (перфорационные носители информации и операторы ЭВМ), круг производственных задач, решаемых с помощью ЭВМ, расширился, а оперативность решения значительно повысилась.
Большую часть функций оборудования (традиционных АРМ) способен выполнить персональный компьютер (ПК), оснащенный соответствующими периферийными устройствами и подключенный к коммуникационным системам предприятия. Данные исследований показывают, что значительная часть (80 %) рабочих операций не требует обращения к общей информационной базе предприятия. Это еще один довод в пользу использования ПК в качестве технической основы АРМ, работающего основную часть времени автономно.
Следующей ступенью развития АРМ на основе ПК являются автоматизированные рабочие станции, представляющие собой многоместные инструментальные комплексы с распределенной обработкой информации. В отличие от АРМ станция является системой коллективного пользования данными и программными продуктами для выполнения производственных функций одного типа.
Проведенный анализ производственных задач АРМ показывает, что для эффективного функционирования данный элемент НИТ должен быть включен в состав информационной системы предприятия, т. е. в локальную сеть. Локальная сеть представляет собой набор ЭВМ, объединенных коммуникационными каналами в единую информационную систему. Наличие локальной сети позволяет упростить и удешевить использование ПЭВМ вследствие коллективного пользования ими в режиме разделенного времени, а также наиболее дорогих ресурсов, таких как дисковая память большой емкости и печатающие устройства.
Задачи и возможности новых информационных технологий
и их применение на предприятиях автомобильного транспорта
– учетно-статистические;
– аналитико-управленческие: планирование и контроль постановки автомобилей на ТО и ремонт, учет и контроль запасов, формирование комплекса технических воздействий и т. д.;
Гершвальд А.С.
Специальность
РОАТ МИИТ
ТЕОРИЯ
1.1. Общие вопросы
Понятие управления
Всякая информационная технология представляет собой упорядоченную последовательность операций из следующего набора: сбор, передача, обработка и представление некоторой информации. Главными в этом наборе являются операции обработки, т.к. именно они способны придать информации новые полезные качества. Обработка всегда ведётся с какой-то целью. Любое коммерческое предприятие преследует экономическую цель, которая выражается в стремлении достигнуть более высоких показателей работы компании. Чтобы её достигнуть в качестве метода обработки информации используется управление.
Для достижения более высоких показателей управление должно быть оптимальным или стабилизирующим. Что это такое?
Ключевым словом в определении понятия оптимального управления является ВЫБОР. А дальше следуют вопросы: выбор чего? Варианта. Откуда они берутся? Из результатов обработки текущей и нормативно-справочной информации. Как выбирать? По критерию. Что должны мы иметь в результате выбора? Выходную информацию в виде оптимального плана ведения какого-либо процесса. В таком формате должна формулироваться научная постановка любой задачи оптимального управления.
Примеры критериев оптимальности
В общем виде коммерческое предприятие стремится минимизировать затраты и максимизировать доходы. Для выбора оптимального варианта плана совсем не обязательно оценивать текущие варианты в денежном выражении. Достаточно сравнивать их натуральные показатели, по которым известны расходные ставки и удельный доход.
Оценка по минимуму затрат выполняется в локомотиво-часах, вагонно-часах, поездо-часах; вагонно-километрах, локомотиво-километрах, Оценка по минимуму отклонений выполняется относительно технической нормы, относительно задания, поступившего с вышестоящего уровня, относительно планового графика движения поездов.
Оценку по максимуму дохода можно рассчитывать также с использованием натуральных показателей, например таких, как число удовлетворённых заявок на погрузку; удельная нагрузка на вагон, вместимость сортировочного пути, число совмещённых операций расформирования-формирования поездов, пропускная способность участка.
Информационное обеспечение
Математическое обеспечение
Программное обеспечение
Программное обеспечение любой АСУ подразделяется на пять типов:
- общесистемное (для обеспечения функционирования ЭВМ, её составных частей и межсетевого взаимодействия, поддержания условий безопасности информации; используется всегда с каким то другим типом программного обеспечения);
- прикладное (для решения функциональных задач, обеспечивающих экономический эффект);
Системы разработки (для разработки прикладных программ по задаваемым алгоритмам и структурам баз данных);
Системы управления базами данных (для создания, наполнения, обновления и удаления электронных хранилищ информации;
- экспертные системы.
Прикладное программное обеспечение делится на две группы: общего назначения и специализированное. К программам общего назначения относится пакет Microsoft Office. Он включает в свой состав Outlook, Word, Exel, Power Point, Access, Front Page, Publishtr, Project. К специализированному программному обеспечению относится система MATLAB, включающая в свой состав 50 пакетов, написанных на разных языках высокого уровня, а также 250 приложений, разработанных более чем 170 партнёрами фирмы Math Works Partner Products.
К специализированным прикладным программам относятся также программы, реализующие функции информатизации эксплуатационного персонала железнодорожного транспорта.
Техническое обеспечение
Техническое обеспечение – это прежде всего комплекс технических средств, применяемых для функционирования под управлением программ в части сбора, передачи, регистрации, подготовки, обработки, защиты данных и отображения информации. Структура комплекса технических средств отображает соединение всех аппаратных средств между собой каналами связи. К техническим средствам относятся также различные сооружения, оборудование вычислительных центров, первичные системы электроснабжения, вентиляции, канализации и т.п.
Вычислительная сеть – это совокупность ПЭВМ, соединённая определённым образом и работающая под управлением сетевого программного обеспечения. Причины создания и развития вычислительных сетей подразделяются на функциональные и экономические. Функциональные причины – это стремление соединить АРМы единиц персонала, связанных между собой в процессе функционирования. Экономические причины – стремление к экономии памяти и технических средств
В АСУЖТ используется исторически сложившаяся сеть железнодорожной связи. Для организации передачи данных применяются так называемые модемы (модуляторы-демодуляторы), которые выполняют три функции:
Согласование ЭВМ с каналом связи;
Защиту передаваемой информации от ошибок;
Передачу битов информации.
К системам передачи данных предъявляются требования по своевременности, достоверности и пропускной способности. Каналы связи классифицируются по следующим признакам:
Вид сигнала (аналоговые и цифровые);
Использование среды переноса сигнала (радиоканал или проводной);
Скорость передачи данных (низко- , средне- и высокоскоростные);
Способ коммутации (коммутируемые и выделенные).
При централизованном управлении выделяется одна или несколько ПЭВМ, управляющих обменом данных. Их называют файл-серверами или серверами баз данных. Обращение с одного АРМа (рабочей станции) к другому возможно только через сервер. При децентрализованном управлении такое обращение возможно. Смешанное управление достигается в архитектуре «Клиент-сервер».
Интернет это всемирная компьютерная сеть , так называемая паутина. Она состоит из множества других сетей, обслуживающих университеты, организации, предприятия и даже школы. Интернет выполняет три основные функции:
Предоставление запрашиваемой информации:
Передачу почты между корреспондентами;
Речевую и видеосвязь абонентов в масштабе реального времени;
Услуги Интернета представляют провайдеры – операторы сетей связи, которые подключают абонентов к своему серверу . Для получения статуса абонента необходимо создать хотя бы один виртуальный почтовый ящик с уникальным электронным адресом и оплатить услуги провайдера на какой-то период времени.
Электронный адрес состоит из четырёх частей:
Имя пользователя (фамилия, псевдоним, кличка или просто какое-то вымышленное слово);
Разделительный знак, именуемый собакой;
Имя сервера провайдера (yandex, rtambler, mail и т.д.);
Имя России – или домен, обозначаемый, как «ru».
Для открытия сеанса работы в Интернете необходимо запустить программу просмотра, именуемую браузером. В настоящее время используется браузер под именем «Explorer». Для входа в почтовую программу имеется несколько способов. Один из них – это запуск программы-оболочки, именуемый «Outlook» . С помощью этой программы можно готовить и отправлять письма в различные адреса, а также получать почту с других адресов.
Существуют также корпоративные сети, в частности сеть ОАО «РЖД», именуемая «Интранет» . Она организована аналогично сети Интернета, но никак с ним не связана.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
2.1. Общие вопросы
Нормирование
Моделирование
Планирование в рыночных условиях
Планирование организации и продвижения поездопотоков
(слайды 2.17, 2.18)
Необходимо выбратьпоследовательности ниток графика движения для поездопотоков за период планирования по наиболее выгодным вариантам путей следования.
Каждый поездопоток может быть представлен последовательностью ниток графика движения для соответствующего поездопотока. Поэтому задача может быть поставлена в двух вариантах – как оперативное составление графика или как «наполнение» нормативного графика планируемыми вагонопотоками. Рассматриваемый нами второй вариант соответствует принципу применения «жёсткого» графика движения. Чтобы наполнить график одним поездопотоком необходимо определить перечень графиковых участков маршрута следования и для каждого из них подобрать из графика допустимую нитку.
Перечень участков определяется именами станции отправления и назначения данного маршрута и ограничением плана формирования по единственному варианту пути следования через определённые станции. Практика последних десятилетий показывает, что указанное ограничение выполняется не всегда ввиду нарушений или по телеграммам о временном изменении плана формирования. Причиной являются «пробки» на магистралях, возникающие из-за внеграфиковых ограничений скоростей движения, проведения «окон» в графике и непредвиденных обстоятельств. Назрела необходимость автоматизации принятия решений о порядке пропуска поездопотоков в таких ситуациях.
Наиболее очевидным управляющим воздействием является пропуск поездопотока по одному из вариантов пути следования, не предусмотренных планом формирования, т.е. через «оптимальные» в данном периоде станции. Но сами станции (их имена, коды) оптимальны только потому, что обозначают выбираемый вариант. Истинная же оптимальность кроется в затратах времени продвижения вагонопотока «от двери до двери с учётом энергозатрат. Это время определяется последовательностью ниток графиков движения по участкам пути следования, которые можно выразить, как последовательность номеров поездов. Энергозатраты определяются профилем пути, радиусом кривых весами поездов и скоростями их движения. При этом начальная нитка будет определять момент начала продвижения, а конечная – количество участков в маршруте – момент его окончания. Затраты времени в этом случае можно определить, через даты и моменты отправления и прибытия вагонов.
При необходимости выпустить за один цикл планирования на одну и ту же магистраль несколько поездопотоков для каждого из них могут быть выбраны разные варианты пути следования. Для каждого обслуживаемого поездопотока необходимо выбрать свою последовательность ниток c учётом ограничений по уже выбранным ниткам. А это ограничение будет влиять на время продвижения «от двери до двери» в зависимости от того, в какую очередь поставлен этот поездопоток.
Из сказанного следует, что для получения оптимального плана пропуска гружёных и порожних поездопотоков необходимо рассматривать различные варианты очерёдности их пропуска по различным вариантам пути следования.
Задача выбирает такой вариант организации поездов, который позволяет отказаться от фиксированной нормы отправляемого состава. При такой организации количество вагонов в поездах будет различно. Следовательно, эффективность продвижения вагонопотока будет определяться не временем, а затратами вагоно-часов. Кроме того, следует учесть затраты киловатт-часов при электрической тяге и объёма топлива при тепловозной тяге.
Поскольку от времени продвижения вагонопотока зависит и время занятости локомотива, то эффективность выбираемого варианта будет определяться также и затратами локомотиво-часов.
Выходная информация:
План отправления и продвижения поездопотоков.
Критерий оптимальности: минимум совокупной стоимости затрат вагоно-часов, локомотиво-часов и энергозатрат;
- Ограничения:
Приоритеты заявок;
Занятость ниток графика;
Максимальная длина поезда на лимитирующем участке;
Максимальная масса поездов на лимитирующем участке
Регулируемые параметры :
Варианты очерёдности обслуживания поездопотоков;
Варианты маршрута следования поездопотока
Работой станции
Планирование работы станции ведется с дискретностью в одни сутки, в одну смену, в три часа и в 30 минут. С дискретностью в сутки работает станционный диспетчер, с дискретностью в одну смену – станционный и маневровый диспетчеры, с дискретностью в 3 часа – станционный и маневровый диспетчеры и дежурные постов централизации, с дискретностью в 30 минут - дежурные постов централизации.
Каждые сутки к 7-00 станционный диспетчер формирует проект суточного плана, который вводится в память и рассматривается на совещании у начальника станции. После принятия проекта плана этот проект рассматривается в 8-00 на селекторном совещании начальника районаа и может быть скорректирован. В период с 9-00 до 10-00 может прийти информация о корректировке проекта плана по результатам селекторного совещания у начальника ДЦУП. До 11-00 может прийти информация об утверждении проекта с возможной корректировкой и получении проектом статуса плана.
Маневровые диспетчеры получают в свой АРМ утверждённый суточный план до 11-00 и готовят предложения по сменному заданию на первую смену, т.е. на период с 18-00 до 06-00. Предложения вводятся в память в виде проекта сменного задания и передаются в АРМ станционного диспетчера. Он принимает решение, в результате которого проект задания утверждается с корректировкой или без неё и получает статус задания, которое доводится до сведения маневровых диспетчеров.
Перед началом каждой смены станционный диспетчер получает от старшего диспетчера района информацию о выделенных более дальних назначениях , на которые следует формировать поезда. От поездного диспетчера получает информацию об ограничении на использование тех или других перегонов.
Каждые 3 часа в АРМ станционного диспетчера из ДЦУПа поступает оперативное задание в виде плана отправления и продвижения поездопотоков по участку и плана распределения порожних вагонов. Станционный диспетчер создаёт копию плана, с которой и начинает работать.
Прежде всего он решает задачу формирования заданных планов прибытия и отправления поездов по своей станции, задания по порожним вагонам и плана поступления требуемых вагонов. Затем включает в план прибытия номера поездов местного формирования. Запрашивает входную текущую информацию.
В результате этих действий станционный диспетчер создает актуальную информационную базу для решения задач планирования. Он может просмотреть полученную информацию или же сразу переходить к планированию.
Первой задачей планирования является расчёт заявки на поездные локомотивы. Если в межсеансовом периоде ожидается накопление требуемых вагонов, имеются не занятые нитки, но не хватает поездных локомотивов, то в заявке указывается на какие нитки необходимо выделить локомотивы. Заявка отправляется в АРМ старшего диспетчера района управления для согласования. Если заявка принимается, то она передаётся в АРМ дежурного по локомотивному депо. Дежурный принимает меры и вводит свой макет с информацией об обеспеченности ниток графика локомотивами. Макет поступает в АРМ станционного диспетчера, где преобразуется в другой макет, отображающий потребность и обеспеченность локомотивами. Далее станционный диспетчер принимает решение о том какую информацию принять для планирования. После утверждения полученного макета информационную технологию можно продолжать.
Станционный диспетчер включает задачи планирования и получает на экран предложение ввести данные о начале периода планирования. После указания временной точки оси времени на экран выдается меню уровней контроля. Диспетчер должен выбрать тот уровень, на котором именно сейчас следует проверить актуальность входной текущей информации для того, чтобы не допустить не санкционированного решения на устаревших данных. Если подготовленная для решения информация оказывается не актуальной, на экран выдаются имена макетов с устаревшей информацией. Необходимо её обновить либо изменить указание об уровне контроля.
При положительном результате контроля актуальности информации решается задача выбора режима наилучшего благоприятствования выполнению станцией сменного задания. Результат решения выдается на экран в виде рекомендаций по режиму работы станции. Диспетчер должен рассмотреть рекомендацию и утвердить с корректировкой или без неё.
После утверждения решаются задачи планирования маршрутов транзитным поездам и вагонам углового потока, распределения составов по сортировочным системам, половинам горки и приоритетным группам. По окончании решения на экран выдаётся сообщение об этом с рекомендацией просмотреть сформированные планы.
Диспетчер может просмотреть рекомендуемые планы в режиме диалога или продолжить информационную технологию без просмотра.. В любом случае включается задача планирования формирования поездов повышенной транзитности. Результат решения выдаётся на экран в виде рекомендации, которую также следует рассмотреть и утвердить либо отменить.или скорректировать.
При продолжении информационной технологии решается задача формирования заданий исполнителям. По окончанию решения на экран выдаётся информация об этом с рекомендацией утверждения. После утверждения заданий эти задания выдаются в АРМы маневровых диспетчеров и дежурных по постам централизации.
Выдав задания, станционный диспетчер ведёт спорадический контроль за ходом их исполнения..
Каждые три часа в АРМ маневрового диспетчера поступает задание станционного диспетчера, о чём выдаётся сообщение на экран. Маневровый диспетчер создаёт копию задания для дальнейшей работы с ней. Перед началом работы он запрашивает у дежурного по горке информацию о предстоящей работе горочных локомотивов.
Горочные локомотивы могут сразу приступить к надвигу, а могут перед этим выполнить операции осаживания вагонов на сортировочных путях. В зависимости от состояния сортировочных путей дежурный принимает то или иное решение и вводит код технологии предстоящей работы локомотивов. Получив запрошенную информацию, маневровый диспетчер включает задачи планирования.
На экран выдаётся просьба указать начало периода планирования. Диспетчер указывает значение часов и минут и получает на экран меню уровней контроля.. Ему необходимо выбрать такой уровень , в соответствии с которым будет контролироваться актуальность входной текущей информации.
В случае положительного результата контроля на экран выводится запрос ограничения по времени реакции задач в виде меню. Диспетчер выбирает ограничение , после чего ведётся решение задач планирования. По окончанию решения на экран выдаётся сообщение об этом.
Диспетчер может запросить сформированные планы средствами диалога, а после просмотра – утвердить с корректировкой или без неё. Далее диспетчеру предлагается выдать задание исполнителям. Диспетчер даёт согласие и задания передаются в АРМы дежурных постов централизации.
После выдачи заданий маневровый диспетчер ведёт спорадический контроль за ходом их исполнения.
Каждые 3 часа в АРМ дежурного поста централизации поступает два задания: от станционного и от маневрового диспетчера. Дежурный копирует каждое задание для дальнейшей работы с ним. Перед началом планирования дежурный выполняет операцию сбора информации о состоянии путей парка и просматривает полученные задания. Если требуется прицепка, отцепка или перестановка групп вагонов, то он вводит информацию в виде плана предстоящей работы. После этого он включает задачи планирования.
На экран выдаётся запрос времени начала периода планирования. После ввода информации об этом на экран выдается запрос указания уровня контроля. Если контроль показывает, что входная информация актуальна, то управление автоматически передаётся задачам планирования. По окончанию решения на экран выдаётся сообщение об этом. Дежурный запрашивает поочередно макеты сформированной информации. Он имеет возможность откорректировать эту информацию, а затем утвердить . На экран выдаётся предложение выдать задание исполнителям. После выдачи задания дежурный приступает к спорадическому контролю.
Операции поездной и маневровой работы в парке выполняются за достаточно короткие сроки. Вследствие этого точность формируемых планов остаётся удовлетворительной лишь в течение 30 минут. Далее процессы начинают существенно отклоняться от планов. Поэтому через 30 минут после выдачи задания необходимо начать новый сеанс планирования с тем, чтобы заново собрать текущую информацию и на ней решить задачи по тем операциям, которые остались не выполненными.
Гершвальд А.С.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НА ТРАНСПОРТЕ
Конспект лекций для студентов 4-го курса
Специальность
«Организация перевозок и управление на транспорте»
РОАТ МИИТ
| 1.Теория…………………………………………………………………………… | |
| 1.1. Общие вопросы………………………………………………………….. | |
| 1.1.1. Понятие информатизации………... | |
| 1.1.2. Термины и определения дисциплины «Информационные технологии»………………………………………………………………………. | |
| 1.1.3. Атрибуты постановки компьютерной задачи…………………. | |
| 1.1.4. Понятие управления…………………………………………….. | |
| 1.1.5. Понятие критерия……………………………………………….. | |
| 1.1.6. Примеры критериев оптимальности…………………………… | |
| 1.1.7. Традиционное и современное понятие оперативного управления………………………………………………………………………………. | |
| 1.1.8. Информационные системы и технологии…………………….. | |
| 1.1.9. Понятие функции автоматизированной системы…………… | |
| 1.1.10. Параметризация объектов управления………………………. | |
| 1.1.11. Понятия об алгоритмизации задач для программирования.. | |
| 1.1.12. Структуры информационной системы……………………….. | |
| 1.1.13. Виды обеспечения……………………………………………... | |
| 1.1.14. Стадии создания информационных технологий…………….. | |
| 1.1.15. Понятие рыночной экономики применительно к работе хозяйства перевозок………………………………………………………………… | |
| 1.2. Информационное обеспечение | |
| 1.2.1. Понятия информационного.обеспечения АСУ………………. | |
| 1.2.2. Виды информации и способы её организации………………... | |
| 1.3. Математическое обеспечение………………………………………….. | |
| 1.3.1. Состав математического обеспечения АСУ…………………... | |
| 1.3.2. Определение понятия алгоритма………………………………. | |
| 1.3.3. Теорема о замещении автоматов………………………………. | |
| 1.3.4. Понятие эвристического и точного метода решения………… | |
| 1.3.5. Методы математического программирования………………... | |
| 1.4. Программное обеспечение…………………………………………….. | |
| 1.5. Техническое обеспечение……………………………………………... | |
| 2. Информационные технологии………………………………………………… | |
| 2.1. Общие вопросы………………………………………………………… | |
| 2.1.1. Особенности информационных систем и технологий, функционирующих в ОАО «РЖД»…………………………………………………… | |
| 2.1.2. Технологический цикл автоматизированного управления перевозками……………………………………………………………………….. | |
| 2.1.3. Центры управления перевозками…………………………….. | |
| 2.2. Нормирование…………………………………………………………. | |
| 2.2.1. Технологическое нормирование перевозочного процесса | |
| 2.2.2. Техническое нормирование перевозочного процесса………. | |
| 2.3. Регулирование………………………………………………………… | |
| 2.4. Традиционная система планирования………………………………. | |
| 2.4.1. Сменно-суточное планирование поездной и грузовой работы на дорожном уровне……………………………………………………. | |
| 2.4.2. Текущее планирование поездной и грузовой работы на дорожном уровне…………………………………………………………..……….. | |
| 2.4.3. Управление местной работой……………………………….... | |
| 2.5. Моделирование……………………………………………………….. | |
| 2.5.1. Ведение поездной и вагонной моделей……………………... | |
| 2.5.2. Состав единой модели перевозочного процесса…………….. | |
| 2.6. Планирование в рыночных условиях……………………………….. | |
| 2.6.1. Новые принципы организации перевозок…………………… | |
| 2.6.2. Системообразующие задачи оперативного управления……. | |
| 2.6.3. Распределение порожних вагонов между станциями погрузки……………………………………………………………………………… | |
| 2.6.4. Планирование организации и продвижения поездопотоков | |
| 2.6.5. Управление работой станции в целом……………………… | |
| 2.6.6. Управление сортировочной работой……………………….. | |
| 2.6.7. Управление поездной и маневровой работой в парке…….. | |
| 2.7. Информационные технологии в рыночных условиях…………….. | |
| 2.7.1. Информационная технология внутрисуточного планирования на уровнях центов управления…………………………………………… | |
| 2.7.2. Информационная технология внутрисуточного планирования работы станции……………………………………………………………. | |
| 3. Базовые информационные системы…………………………………………. | |
| 3.1. Автоматизированная система оперативного управления перевозками (АСОУП)………………………………………………………………….. | |
| 3.2. Диалоговая информационная система контроля за дислокацией вагонного прака (ДИСПАРК)………………………………………………….. | |
| 3.3. Автоматизированная система управления контейнерными перевозками (ДИСКОН)………………………………………………………………. | |
| 3.4. Сетевая интегрированная российская информационно-управля-ющая система (СИРИУС)……………………………………………………… | |
| 3.5. Интегрированная система управления сортировочной станцией (КСАУСС)………………………………………………………………………… | |
| 3.6. Система автоматической идентификации (САИ «Пальма»)……. | |
| 3.7. Система диспетчерской централизации (ДЦ-МПК)……………... | |
ТЕОРИЯ
1.1. Общие вопросы
Рынок ИТ для транспортной отрасли начинает выходить из стагнации. Основным двигателем его развития в 2016 г. стала подготовка к Кубку конфедераций 2017 и Чемпионату мира 2018. В отрасли уже активно используются инновации. Впереди – сверхскоростные поезда, беспилотные поезда и автомобили.
По данным Минтранса России, в 2016 г. объем инвестиций в транспортную отрасль вырос на 5% и превысил ₽1,5 трлн, что сопоставимо с докризисными показателями. Примерно в том же темпе развивается и рынок ИТ в этом сегменте. По мнению Дмитрия Трофимова , заместителя руководителя коммерческой дирекции «Астерос», 2016 г. стал годом плавного выхода из стагнации, однако о достижении объемов 2013-2014 гг. говорить пока рано.
«Транспортная отрасль сегодня является одной из наиболее стабильных в разрезе инфраструктурных ИТ-проектов», – говорит Михаил Головачев , заместитель генерального директора «Амтел-Сервис». «Однако, получение ИТ-бюджета сейчас – очень сложная задача, которая требует обоснования», – уточняет Дмитрий Трофимов.
Большая часть ИТ-затрат традиционно приходится на сегменты железных дорог и воздушного транспорта. «Многие из подобных компаний запускают сейчас широкомасштабные проекты по обновлению ИТ-инфраструктуры, которые должны привести к качественному изменению услуг», – комментирует Александр Семенов , президент «Корус Консалтинг». Активным игроком рынка по-прежнему остается государство, которое принимает участие в проектах, имеющих непосредственное отношение к имиджу страны. «Вспомните, например, Саммит АТЭС-2012, Олимпийские игры-2014 и активное обустройство территорий и транспортной инфраструктуры под них, – говорит Дмитрий Трофимов. – Сейчас такой же сценарий нас ожидает и с предстоящим мундиалем. Во всех этих проектах участвует государство: как финансист, технический заказчик или заказчик».
Поставки ИТ для транспорта: рост на 37%
Небывалый рост продемонстрировали в 2016 г. участники подготовленного CNews рейтинга крупнейших поставщиков ИТ для транспортных компаний – их совокупная выручка увеличилась по сравнению с 2015 г. на 37,2% и достигла ₽27,6 млрд. Существенно вырос и порог входа в рейтинг – с ₽7 млн в 2015 г. до ₽19 млн в 2016 г. На первом месте компания Luxoft, которая разработала ПО для предприятий транспортной отрасли на сумму более ₽7 млрд. За ней следует первая тройка прошлого года – интеграторы «Техносерв» (₽3,8 млрд), «Крок» (₽3,4 млрд) и «Астерос» (₽1,8 млрд). На 5 месте постоянный участник рейтинга «ЗащитаИнфоТранс» с показателем ₽1,8 млрд.
Наиболее впечатляющие результаты роста выручки в 2016 г. от проектов в транспортной отрасли продемонстрировали «Корус консалтинг» (рост на 638%), «Лантер» (229%), «Бриз технологии» (148%) и «Амтел-Сервис» (122%).
Крупнейшие поставщики ИТ для транспортных компаний 2016
| № 2016 | № 2015 | Компания | Город | Совокупная выручка от ИТ-проектов в транспортной отрасли в 2016 г., ₽тыс. | Совокупная выручка от ИТ-проектов в транспортной отрасли в 2015 г., ₽тыс. | Рост выручки 2016/2015 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | – | Luxoft* | Цуг (Швейцария) | 7 030 120 | н/д | н/д |
| 2 | 1 | Техносерв | Москва | 3 773 002 | 3 979 000 | -5,2% |
| 3 | 2 | Крок | Москва | 3 420 583 | 3 161 685 | 8,2% |
| 4 | 3 | Астерос | Москва | 1 841 619 | 2 103 177 | -12,4% |
| 5 | 5 | ЗащитаИнфоТранс | Москва | 1 782 049 | 1 250 766 | 42,5% |
В «Корус консалтинг» говорят о реализации в 2016 г. нескольких крупных проектов для российских транспортно-логистических компаний, в частности в области внедрения систем взаимодействия с клиентами. По словам Андрея Агафонова, коммерческого директора «Лантер», рост выручки компании обусловлен увеличением числа крупных проектов, например, таких как поставки паркоматов на солнечных батареях в Краснодар и Ставрополь. Также успешными оказались и пилоты – к примеру, оснащение станций Московского метрополитена ридерами для оплаты проезда с помощью банковских карт. «Начинали мы проект с нескольких станций, а в последствии установили считывающие устройства на станциях Московского центрального кольца», – говорит Андрей Агафонов.
В «Амтел-Сервис» достигнутый результат объясняют высоким спросом на услуги компании в области сервисной поддержки и обеспечения информационной безопасности со стороны авиационных предприятий. Крупнейшим проектом прошедшего года для компании «Бриз технологии» стала разработка программного обеспечения для билетной системы Московского метрополитена.
Крупнейшие отраслевые проекты
Среди основных задач транспортной отрасли на 2017 г. представители министерства называют подготовку к Кубку конфедераций 2017 и Чемпионату мира 2018, а также строительство моста в Крым, модернизацию БАМа и Транссиба и развитие Московского транспортного узла.
Наиболее заметными ИТ-проектами стали модернизация ИТ-инфраструктуры РЖД, «Аэрофлота», развитие системы «Платон». «Аэрофлот создал одну из самых передовых ИТ-инфраструктур в транспортной отрасли, – комментирует Александр Семенов. – Ему удалось сделать мультимодальную, учитывающую потребности клиентов платформу, позволяющую динамично управлять транспортным парком. Очевидно, что подобные проекты требуют больших инвестиций, но в ситуации конкуренции на рынке – в том числе и российском – без подобных программно-аппаратных решений не обойтись, и они, безусловно, окупаются».
Кроме этого, Дмитрий Трофимов обращает внимание на проекты по модернизации воздушных ворот России – реконструкции взлетно-посадочной полосы аэропорта Норильска, второй очереди реконструкции аэропорта «Толмачево», строительству нового терминала аэропорта «Емельяново» в Красноярске, хаба «Южный» в Ростове-на-Дону, нового аэровокзального комплекса международного аэропорта «Симферополь». Наконец, в 2016 г. для регулярных рейсов открылся аэропорт «Жуковский» в Московской области.
Какие инновации ждут транспорт
Несмотря на экономические катаклизмы, за последние 5 лет количество применяемых на дорогах инноваций увеличилось в 5 раз и на сегодняшний день достигло 350, говорят в Росавтодоре.
Так, на прошедшем в июне 2016 г. XX Петербургском международном экономическом форуме активно обсуждалась тема запуска в России сверхскоростного поезда Hyperloop. По словам министра транспорта Максима Соколова , этот проект реализуется компанией, действующей под эгидой группы Элона Маска, с участием российских инвесторов. Планируется, что коммерческая эксплуатация сверхзвуковых поездов в России начнется уже в 2020 г. Пока же идет подготовка в реализации пилотного проекта в коридоре «Приморье-2», соединяющем китайскую провинцию Цзилинь с портами Славянка, Зарубино и Посьет.
Еще одна инновация, которая должна появиться в транспортной отрасли в ближайшее время, – это массовое распространение беспилотников. Речь идет не только об уже достаточно широко распространенных дронах, но и о беспилотных транспортных средствах. По мнению Минтранса, их использование должно привести к оптимизации логистики перевозок, экономии топлива, и, самое главное, повышению безопасности. В первую очередь подобные решения появятся на транспорте, который жестко привязан к своему маршруту. Например, это железнодорожные поезда, которые следуют по выделенным путям, или поезда метрополитена.
Беспилотный автотранспорт требует соответствующей транспортной инфраструктуры. Заняться ее развитием Росавтодор намерен уже в 2017 г. На федеральных трассах должны появиться решения, обеспечивающие беспилотное управление автомобилем за счет выбора определенных ключевых сценариев дорожной ситуации в режиме реального времени.
Речь идет о проекте «Караван», основанном на разработанных в Финляндии технологиях создания трасс для машин-беспилотников. Одним из участников проекта является КамАЗ, работающий над решением, в рамках которого за одним автомобилем, управляемым водителем, будет следовать несколько беспилотных. Тестирование техники и необходимой для ее работы инфраструктуры должно стартовать на федеральной трассе Казань – Набережные Челны в 2018 г.
К проекту «Караван» также присоединилась логистическая компания Traft, которая в текущем году планирует завершить испытание комплексов для беспилотного управления и осуществить первый коммерческий рейс беспилотного грузовика из Москвы в Краснодар.
Не забывая про безопасность
Еще одна важная тема – повышение безопасности на транспорте. Кроме организационных мер планируется сосредоточиться на дальнейшем развитии и коммерциализации информационной системы «ЭРА-ГЛОНАСС». Так, на трассе Москва – Хельсинки были успешно проведены испытания взаимодействия российской системы «ЭРА-ГЛОНАСС» и аналогичной европейской системы eCall. Поддержка пользователей осуществлялась на трех языках – русском, английском и финском.
Повышению уровня безопасности и эффективности перевозок также способствуют внедрение автоматизированных систем управления транспортными потоками, установка информационных табло и развитие интеллектуальных транспортных коридоров, использующих технологии больших данных. Сегодня Росавтодор при поддержке «Яндекса» проводит тестирование системы прогнозирования пробок и ДТП. Система делит трассу на километровые отрезки и строит для каждого из них прогноз средней скорости движения на час вперед и вероятности ДТП на 4 часа вперед. Это позволит водителям заранее планировать маршруты, а дорожным службам – проведение целого ряда работ, например, расчистки снега.
Ближайшее будущее
Чемпионат мира 2018 станет основным драйвером развития транспортной отрасли в ближайшее время. Однако, кроме реализации связанных с ним революционных проектов, будут решаться и вполне будничные задачи. «Осторожный рост мы связываем, прежде всего, с развитием новых транспортных узлов, повышением уровня безопасности перевозок, а также с увеличением доли частных инвестиций в данный сектор», – говорит Дмитрий Трофимов. Точками роста российского ИТ-рынка на транспорте могут стать софтверные и мобильные решения, которые способствуют повышению привлекательности крупных транспортных узлов как для пассажиров, так и перевозчиков. Речь идет о системах геопозиционирования, геолокации, виртуального сопровождения, автоматизированного контроля доступа и т.д.
Александр Семенов уверен в скорой «уберизации» рынка и появлению на нем операторов, предлагающих маркет-плейсы, где клиент сможет получить комплексную транспортную услугу – контекстную и мультимодальную. «При этом подобные операторы не будут делить рынок на пассажирские и грузовые перевозки – главным для них будет решать проблему заказчика», – говорит эксперт. Еще одной важной тенденцией рынка он считает создание крупных государственных информационных систем, подобных «Платону», которые будут собирать огромное количество данных, способных впоследствии трансформировать рынок и привести к возникновению совершенно новых услуг.
Наталья Рудычева
