Информационное обеспечение транспортного процесса

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НА ТРАНСПОРТЕ Конспект (тезисы) лекций Тема 1. Информационное обеспечение транспортного процесса. Введение, основные понятия и определения План: 1. Проблемы информационного обеспечения предприятий транспортного комплекса. 2. Основные компоненты информационных технологий на автомобильном транспорте. 1.Проблемы информационного обеспечения предприятий транспортного комплекса Автомобильный транспорт является одним из элементов транспортнодорожного комплекса России и связующим звеном, обеспечивающим функционирование всех звеньев народного хозяйства. В транспортном обслуживании участвуют предприятия с различными формами собственности и видами деятельности - автотранспортные (общего пользования, ведомственные и частные), экспедиционные, терминальные предприятия, станции технического обслуживания и автосервиса, снабжения запчастями и материалами и пр. Эффективность их функционирования в условиях рыночной экономики зависит от оперативности и точности учёта доходов и расходов, от быстроты реагирования на изменяющиеся условия, конъюнктуру и цены. Эффективность работы предприятий определяется правильностью принимаемых решений, которые базируются на достоверной информации. В условиях конкуренции выживаемость предприятий может быть обеспечена только при использовании современных автоматизированных информационных систем. Можно выделить следующие трудности в информационном обеспечении: - выполняется поэтапная автоматизация в отдельных подразделениях без предварительной проработки информационной системы предприятия в целом; - в подсистемах предприятия используются различные форматы хранения данных, что приводит к дублированию информации и непроизводительным трудозатратам на синхронизацию справочников; - практически не затрагиваются вопросы совершенствования документооборота; - информационные системы ориентированы главным образом на ре- шение учётно-статистических задач, а не на оперативное управление производством; - на автотранспортных предприятиях (АТП) ещё используется ручной ввод информации в компьютер, слабо используются системы автоматической идентификации объектов. В Российской Федерации рынок унифицированных информационных систем для АТП пока только формируется, и различные предприятия вынуждены выбирать доступные им информационные технологии. Программное обеспечение, как правило, жёстко привязано к требованиям (условиям работы) конкретного предприятия и часто не может использоваться без модификации па другом АТП 2. Основные компоненты информационных технологий на автомобильном транспорте На современном этапе основными направлениями интенсификации производства являются техническое перевооружение АТП и совершенствование управления на основе применения новых информационных технологий. Информационная технология (ИТ) на транспорте - это совокупность процессов сбора, передачи, переработки, хранения и доведения до пользователей информации, основанных на использовании современных вычислительных и программных средств. Структура информационной технологии - это её внутренняя организация, представляющая собой специфический способ взаимосвязи и взаимодействия образующих её компонентов. При построении структуры всё многообразие компонентов информационной технологии объединяется в две большие группы: модель предметной области и опорную технологию. Основные компоненты ИТ представлены на рисунке. Проектирование, реализация и эксплуатация информационной системы требуют привлечения широкого спектра специалистов высокой квалификации. Любая информационная система создаётся для конкретной предметной области (магазин, склад, библиотека, станция технического обслуживания, ДТП и пр.) и автоматизирует определённый набор задач, решаемых в этой области. Проектирование информационной системы начинается с построения информационной модели предметной области (для АТП формирование структуры предприятия, перечня решаемых задач, оптимизация документооборота, разработка алгоритмов расчёта показателей и т. п.). Информационная модель реализуется на ЭВМ с помощью инструментальных программных средств, представляющих собой совокупность систем управления базами данных, языков программирования и экспертных систем (эту работу выполняют прикладные программисты). Они, по сути дела, переносят информационную модель предметной области на язык, понятный компьютерам, и создают пакет прикладных программ. С прикладными программами работают конечные пользователи (персонал предприятия), которых можно условно разбить на две группы: выполняющие техническую ра- боту по вводу и обработке данных; выполняющие анализ информации о работе предприятия и принимающие управленческие решения. Основой функционирования современных информационных систем служит опорная технология, включающая аппаратные средства, системное и сетевое программное обеспечение. Функционирование этой части информационной системы обеспечивают системные программисты. Литература: Основная литература: 1. Горев А.Э. Информационные технологии на транспорте: учебник для академического бакалавриата / А.Э. Горев. – М.: Издательство Юрайт, 2015. 271 с. 2. Основы обработки экономической информации в Excel 2007. Методические указания и задания для выполнения лабораторных работ для студентов направлений Прикладная информатика и Экономика / сост. Л. С. Ильина, Н. Ю. Прокопенко; Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Н. Новгород : ННГАСУ, 2010. – 135 с. 3. Яхьяев, Н.Я. Информационное обеспечение организации дорожного движения [Текст]: учебное пособие/Н.Я. Яхьеяев, А.Н. Романов, Б.Т. Залимханов, А.В. Кораблин; Астрахан.гос. тех. ун-т. – Астрахань: Издательство: АГТУ, 2011. -200с. Дополнительная литература: 4. Андреев, А.Я. Информационные системы на транспорте: Конспект лекций для студентов специальности «Организация перевозок и управление на автомобильном и городском транспорте» [Текст]: учебное электронное пособие/ А.Я.Андреев; Белорусский национальный тех. ун-т. – Минск: Издательство: БНТУ, 2009. -79с. 5. Горев, А. Э. Информационные технологии на транспорте. Электронная идентификация автотранспортных средств и транспортного оборудования [Текст]: учеб.пособие для студентов специальностей 190701 – организация перевозок и управление на транспорте, 190702 – организация и безопасность движения (автомобильный транспорт) / А. Э. Горев; СПбГАСУ. – СПб., 2010. – 96 с. Тема 2. Общие принципы построения транспортных систем План: 1. Понятие о предметной области в информационных технологиях и её описание. 2. Построение информационной модели АТП. 3. Понятие о базах данных и СУБД. 1. Понятие о предметной области в информационных технологиях и её описание Перед тем как приступить к проектированию информационной системы, необходимо выполнить структурный анализ и описание той предметной области, для которой данная система создаётся. В результате этой работы должен быть сформирован набор автоматизированных рабочих мест (АРМов) с чётким перечнем задач, решаемых на каждом рабочем месте. Процесс описания предметной области можно условно разбить на несколько этапов. 1. Определение глобальной цели функционирования предметной области и роли информационной системы в её достижении. 2. Формирование структурной схемы предметной области, определение функционального назначения каждого элемента в достижении глобальной цели, перечня решаемых задач. 3. Формирование перечня рабочих мест, обеспечивающих решение поставленных задач перед каждым элементом предметной области. Рассмотрим процесс описания предметной области на примере пассажирского автотранспортного предприятия (ПАТП). Определение глобальной цели. В соответствии с договором между ПАТП и администрацией города предприятие должно ежедневно выпускать на линию определённое количество подвижного состава и выполнять заданное число рейсов. Выполнение транспортной работы связано с определёнными затратами (на подвижной состав, топливо, запасные части, заработную плату водителей, ремонт подвижного состава, отопление зданий, электроэнергию и т. д.). Эти затраты покрываются частично за счёт доходов от перевозимых пассажиров и дотаций от администрации города. Предприятие должно работать таким образом, чтобы обеспечить получение максимальной прибыли. Таким образом, глобальной целью деятельности предприятия является получение максимальной прибыли. Информационная система должна обеспечить управление прибылью: анализ доходов (в соответствии с видами перевозок, маршрутами, днями работы, марками подвижного состава и т. п.), анализ причин сходов подвижного состава с линии (невыполнение плановых рейсов влечёт за собой уменьшение размера дотаций), анализ расходов (расходы на топливо, шины, запчасти, заработную плату и пр.). Информационная система должна обеспечить возможность ввода и хранения информации о работе предприятия, получения персоналом оперативных данных, необходимых дня принятия обоснованных управленческих решений. При этом затраты на эксплуатацию самой информационной системы должны быть минимальными. Формирование структурной схемы предметной области. Структурная схема строится по принципу «от общего к частному», т. е. сначала создаётся укрупнённая структура, а затем - отдельные элементы с последующей их детализацией. Автотранспортное предприятие можно условно разбить на три основные службы: технической эксплуатации, коммерческой эксплуатации и управления (рисунок на слайде 3). Служба технической эксплуатации обеспечивает поддержание подвижного состава в технически исправном состоянии (ремонт, диагностирование и техническое обслуживание автомобилей). Служба коммерческой эксплуатации отвечает за эффективное использование автомобилей на линии (формирование расписаний движения, распределение подвижного состава по маршрутной сети, планирование и учёт работы водителей и т. п.). Служба управления организует функционирование предприятия в целом (отдел кадров обеспечивает подразделения водителями, кондукторами, ремонтными рабочими, служащими и пр., бухгалтерия — работу с банком, расчёт зарплаты всем категориям рабочих, формирование отчётности в налоговые органы и т. д.). Далее идёт уточнение структуры каждого элемента и формирование перечня решаемых подразделением задач. Подобный пример анализа службы коммерческой эксплуатации АТП приведён на рисунке (слайд 4). В составе службы коммерческой эксплуатации выделены следующие подразделения и определены их функции (решаемые задачи): - отдел эксплуатации (формирование маршрутной сети и режимов работы на маршруте); - табельный отдел (формирование месячных графиков работы линейного персонала); - центральная диспетчерская (формирование суточных нарядов и оперативное управление перевозками); - линейные диспетчерские (учёт фактической работы подвижного состава на линии); - служба таксировки (обработка путевых листов). Аналогичному анализу подвергаются остальные службы и подразделения предприятия. В результате описания предметной области формируется чёткая структура подразделений предприятия и перечень решаемых ими задач. 2.Построение информационной модели АТП Процессы управления на АТП осуществляются циклически и носят относительно замкнутый характер. Цикл управления начинается со сбора информации о состоянии управляемого объекта, затем полученная информация анализируется и используется для принятия решений, и, наконец, эти решения доходят до исполнителей. Таким образом, основой управления является информация о состоянии управляемого объекта. Эта информация может быть получена из действующей на предприятии системы учёта. Сведения о выполненных производственно-хозяйственных операциях фиксируются в первичных бумажных или электронных носителях информа- ции в виде натуральных, стоимостных или иных показателей (таблица на слайде 5). АТП представляет собой совокупность производственных подразделений (автоколонны, зоны ТО и ремонта, склады, участки) и служб (бухгалтерия, плановый отдел, технический отдел и т. д.), в каждом из которых решается определённый круг задач. Все подразделения АТП (и работающий в них персонал) можно разделить на две части: выполняющие свои функции на территории и за пределами территории предприятия (линейный персонал). Деятельность подразделений и персонала фиксируется в различных документах (табели работы служащих, наряды выходов на линию, путевые и ремонтные листы, требования на получение запасных частей и пр.). Результаты деятельности предприятия оформляются в виде различных отчётов и сводок. Для построения информационной модели предприятия нужно в каждом подразделении выделить категории работников, сформировать перечень работ, закреплённых за каждой категорией персонала, и перечень документов, в которых фиксируется выполняемая персоналом работа. Укрупнённая информационная модель автотранспортного предприятия приведена на рисунке. Укрупнённая модель детализируется до уровня конкретных категорий работников и документов, т. е. строится полная модель, которая служит основой для построения схемы документооборота. Построение схемы документооборота - кропотливый и трудоёмкий процесс, однако качество выполнения этой работы во многом будет определять эффективность проектируемой информационной системы. Результаты работы подразделений и персонала фиксируются в различных документах (путевые листы, ремонтные листы, ведомость выдачи топлива, требование на получение запасных частей и пр.). В настоящее время нет единых требований к составу и формам документов. Полная схема документооборота конкретного предприятия сложна и специфична. Однако при проектировании информационной системы она обязательно должна быть построена и оптимизирована. Это позволит сделать информационную систему более простой, гибкой и надёжной в эксплуатации. При отсутствии на АТП вычислительных средств документы обрабатываются персоналом вручную. При этом для ускорения формирования отчётности ведётся масса дополнительных накопительных журналов и ведомостей: журналы учёта пробегов автомобилей, картотека учёта пробегов шин, накопительный журнал учёта почасовой работы водителей, карточки учёта расхода топлива и пр. Аналитические отчётные формы о деятельности предприятия включают в себя первичные документы, накопительные журналы и ведомости. На рисунке показана схема формирования отчётных документов при ручной обработке данных. При использовании информационных технологий документооборот несколько изменяется. Это связано с тем, что в качестве основного хранилища информации используется база данных (БД) информационной системы которая обеспечивает хранение нормативно-справочной информации (НСИ), первичных документов и автоматическое формирование вторичных документов. Эффективность перехода от ручной обработки данных к машинной можно количественно оценить с помощью следующих показателей: - объёма (доли) информации, обрабатываемой персоналом вручную; - объёма НСИ, хранимой в БД информационной системы; - объёма текущей информации, заносимой в БД с клавиатуры за определённый интервал времени; - объёма информации, передаваемой по каналам связи информационной системы. 3. Понятие о базах данных и СУБД Системы управления базами данных (СУБД) - это программное обеспечение, предназначенное для хранения и обработки данных. Правильность выбора СУБД во многом определяет надёжность и эффективность проектируемой информационной системы. Это своеобразный фундамент, от прочности которого зависят устойчивость работы прикладных программ и сохранность данных. СУБД можно условно разбить на 3 класса: - настольные (малые базы для одного компьютера или мелкой фирмы); - полупромышленные (информационные базы для средних предприятий): промышленные (информационные базы для крупных предприятий и корпораций). На сегодняшний день на транспортных предприятиях наибольшее распространение получили настольные СУДБ, а для хранения данных чаше всего используется формат СУБД D-Base (так называемые dbf-файлы). База данных в этом случае представляет собой некий набор файлов (таблиц), со свободным доступом к содержащимся в них данным. Кроме того, имеется набор вспомогательных индексных файлов, обеспечивающих быстрый поиск информации (рисунок на слайде 10). Настольным СУБД присущи существенные недостатки. В частности, таблицы базы данных не имеют защиты от сознательного искажения информации. Заинтересованное лицо может с любого компьютера сети открыть нужный файл и подкорректировать любые данные. Такие базы могут быть разрушены в случае отключения электропитания или сбоев в работе сети (чаще всего нарушается структура индексных файлов). Настольные СУБД сложно сопровождать, поскольку количество разрозненных файлов в реально работающих системах доходит до нескольких сотен. Основным отличительным признаком таких СУБД является наличие некой программной оболочки, через которую осуществляется доступ ко всем внутренним элементам базы данных. Эта оболочка защищает информацию от любых внешних воздействий. Не имея паролей, никто не в состоянии испортить или исказить информацию. В базе данных хранится схема связи между таблицами, обеспечивающая целостность информации. Это очень важный момент. Все отмеченные выше элементы хранятся на магнитном носителе в виде единственного файла. Естественно, упрощается процедура архивации и восстановления данных. В полупромышленных СУБД используется механизм транзакций «отката» назад в случае сбоев в работе системы (отключение питания, обрыв сетевого кабеля и пр.). Этот механизм обеспечивает дополнительную защиту информации от разрушения. Вершину надёжности и стабильности в работе информационных систем представляют промышленные СУБД. Они обладают всеми отмеченными выше преимуществами полупромышленных СУБД и имеют ряд дополнительных возможностей. В частности, объём хранимой информации практически не ограничен, база данных может быть размещена на нескольких магнитных дисках одного компьютера, на нескольких компьютерах, объединенных в сеть (при этом пользователь видит и воспринимает базу как единое целое). Вывод. Если на автотранспортном предприятии используются настольные СУБД как основа информационной системы, то можно считать, что есть огромный резерв роста. Полупромышленные и промышленные СУБД это то, к чему надо стремиться. Надёжность, защищённость, быстрота, удобство сопровождения и архивации это далеко не полный перечень их преимуществ. Литература: Основная литература: 1. Горев А.Э. Информационные технологии на транспорте: учебник для академического бакалавриата / А.Э. Горев. – М.: Издательство Юрайт, 2015. 271 с. 2. Основы обработки экономической информации в Excel 2007. Методические указания и задания для выполнения лабораторных работ для студентов направлений Прикладная информатика и Экономика / сост. Л. С. Ильина, Н. Ю. Прокопенко; Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Н. Новгород : ННГАСУ, 2010. – 135 с. 3. Яхьяев, Н.Я. Информационное обеспечение организации дорожного движения [Текст]: учебное пособие/Н.Я. Яхьеяев, А.Н. Романов, Б.Т. Залимханов, А.В. Кораблин; Астрахан.гос. тех. ун-т. – Астрахань: Издательство: АГТУ, 2011. -200с. Дополнительная литература: 4. Андреев, А.Я. Информационные системы на транспорте: Конспект лекций для студентов специальности «Организация перевозок и управление на автомобильном и городском транспорте» [Текст]: учебное электронное пособие/ А.Я.Андреев; Белорусский национальный тех. ун-т. – Минск: Издательство: БНТУ, 2009. -79с. 5. Горев, А. Э. Информационные технологии на транспорте. Электронная идентификация автотранспортных средств и транспортного оборудования [Текст]: учеб.пособие для студентов специальностей 190701 – организация перевозок и управление на транспорте, 190702 – организация и безопасность движения (автомобильный транспорт) / А. Э. Горев; СПбГАСУ. – СПб., 2010. – 96 с. Тема 3. Информационные системы, применяемые на автомобильном транспорте План: 1. Системы мониторинга транспорта 2. Диспетчерский пункт АТП на базе ИС 3. Системы мониторинга и управление транспортом 1. Системы мониторинга транспорта Большую помощь в управление автотранспортным парком и грузопотоками сегодня оказывает спутниковый GPS мониторинг транспорта. Его используют для определения и предотвращения несанкционированного использования авто, контроля заправок, слива топлива, а при необходимости - контроля параметров перевозимого груза. Огромную роль GPS мониторинг транспорта играет в оптимизации маршрутов движения. В случае задержки прибытия водителя в пункт назначения, система мониторинга транспорта ГЛОНАСС/GPS сможет проконтролировать ситуацию и оперативно изменить маршрут. Также система помогает вести систематический учёт расхода топлива, существенно снижая расходы предприятия по этой статье. Внедрение системы мониторинга и контроля транспорта позволяет предприятию вести более эффективную конкурентную борьбу благодаря возможности планирования автоперевозок и оптимизации грузопотоков. В качестве дополнительных услуг система сможет предоставлять клиентам информацию о местоположении их груза и о параметрах его состояния (о температуре, давлении, влажности и т.д.). Наряду с этим, система мониторинга ТС значительно улучшает существующую систему безопасности автомобилей, так как даёт возможность наблюдать за местоположением транспорта в реальном времени, а тревожная кнопка позволяет диспетчеру оперативно отреагировать на нештатную ситуацию. Внедрение систем слежения улучшает качество, эффективность и слаженность работы отдела логистики, транспортного отдела, бухгалтерии и склада. В настоящее время на рынке представлены системы с разным функционалом, и диапазон цен достаточно большой. Основное отличие между ними - это канал доставки информации от установленного на автомобиле терминала, осуществляющего спутниковый мониторинг авто, до клиента. Большое распространение получили три вида каналов доставки: сотовая связь, спутниковая связь и радиосвязь. Использование радиосвязи является самым дешевым средством, но необходимость дополнительно устанавливать приемо-передающие устройства в зонах передвижения автотранспорта, необходимость получения разрешения на использование радиочастот и их низкая пропускная способность сводят на нет все преимущества. ГЛОНАСС/GPS мониторинг ТС с использованием спутниковой связи является самым надёжным, но и самым дорогим, как в обслуживании, так и при покупке терминалов. Часто спутниковую связь используют в комплексе с другими каналами, если необходима высокая надежность и бесперебойность связи с транспортом. Сотовая связь является золотой серединой, отличается доступной, необременительной ценой обслуживания, достаточной зоной покрытия. Большое количество преимуществ и недорогое оборудование делают данный сегмент терминалов самым массовым. Зоны отсутствия покрытия сотовой связи (GPRS) при GSM мониторинге транспорта компенсируются буферизацией информации в терминале и передачи ее на сервер при первой возможности. В итоге спутниковый мониторинг автотранспорта позволяет получить прозрачный, предсказуемый и поддающийся планированию отдел грузоперевозок. Сегодня мониторинг автотранспорта ГЛОНАСС/GPS - это услуга, которая необходима не только для предприятий, содержащих собственные автопарки, но и для частных лиц, так как она позволяет значительно увеличить производительность труда транспортной компании и уберечь автомобиль от хищения. 2. Диспетчерский пункт АТП на базе ИС Во многих городах России создаются автоматизированные радионавигационные системы диспетчерского управления городским пассажирским транспортом. Часть работ ведется в рамках Федеральной целевой программе по использованию глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах гражданских потребителей. Основным функциональным элементом в автоматизированных спутниковых радионавигационных системах диспетчерского управления (АСДУ) является автоматизированное рабочее место (АРМ) диспетчера центральной диспетчерской службы (ЦДС). АРМ диспетчера ЦДС обеспечивает: • формирование и вывод (непрерывный или по запросу) текстовой и графической информации на монитор о работе ТС в режиме реального времени (нахождение на линии, плановое и фактическое выполнение рейсов, прохождение контрольных пунктов, регулярность по рейсам, интервалы движения и т.д.); • отображение на мониторе в специальных рабочих окнах отклонений в работе транспортных средств от плана (невыход, отклонения по регулярности, уход с траектории маршрута и т.д.); • отображение на мониторе местоположения подвижного состава на видеограмме (схеме) маршрута; • голосовую связь между диспетчерами и водителями ТС; • отображение на мониторе специальных сообщений с борта ТС (сигналы «SOS», запросы связи от водителей и др.); • реализацию управленческих воздействий по корректировке работы контролируемых ТС; • протоколирование важнейших событий в работе АСДУ; анализ работы АСДУ. Общее информационное обеспечение маршрутизированного движения включает в себя следующие основные элементы: • подсистему диспетчерского управления пассажирским транспортом и сбора первичной информации о работе подвижного состава на линии (на базе спутниковой навигации); • подсистему уровня автотранспортного предприятия (обработка первичной информации, формирование аналитических форм внутренней отчетности, формирование данных на магнитных носителях для внешней отчетности); • подсистему уровня территориального автотранспортного управления (сбор данных о работе автотранспортных подразделений региона, формирование аналитических форм отчетности в разрезе подразделений региона, формирование данных на магнитных носителях для внешней отчетности); • подсистему уровня администрации города, района или области (формирование аналитических форм отчетности о работе автотранспортных подразделений региона и информационного взаимодействия с другими государственными структурами); • корпоративную региональную сеть (выделенные и коммутируемые каналы связи для передачи данных и голосовых сообщений). В информационных системах всех уровней используется общий элемент – маршрутная сеть и расписание движения, т.е. то, что можно охарактеризовать как электронный паспорт маршрутной сети. Следующим элементом является система, отвечающая за сбор информации о пассажиропотоках на сформированных маршрутах. Например, в рамках функционирования типовой системы АСУ «Навигация», за это отвечает автоматизированная система мониторинга пассажиропотоков (АСМ-ПП). В данном случае инфракрасные датчики, установленные в дверных проемах транспортных средств, подсчитывают количество вошедших и вышедших пассажиров на каждой остановке, после чего полученные данные записываются в электронный блок управления. В результате анализа информации об обследовании пассажиропотоков формируются расписания движения транспортных средств и нормы на пробег. Примером может служить «Автоматизированная общегородская система формирования и сопровождения маршрутных транспортных расписаний (система РМТ)». Автоматизированная система диспетчерского управления необходима для оперативного планирования, инструментального учета транспортной работы, контроля и управления процессами перевозок, автоматизированного вывода данных о работе транспорта на линии, предоставления оперативной информации о состоянии перевозок. • В общем случае автоматизированная система диспетчерского управления может быть охарактеризована наличием элементов информационного обеспечения, включающих: а) программно-технологические элементы: - модуль формирования и корректировки нормативно-справочной информации, - база данных, - модуль формирования и корректировки информации о перегонах, - модуль формирования и корректировки информации о маршрутах, - модуль печати вторичных документов; б) информационные массивы: - нормативно-справочная информация (контрольные пункты, расписание движения ТС), - паспорта маршрутов, - маршрутные расписания, - исходная информация для основных автоматизированных рабочих мест системы: технолога, аналитика, диспетчера, - выходные формы (расписания для водителей, остановочные расписания, показатели выполненной работы на маршрутах). Информационное обеспечение представляет собой основанную на единых принципах многоуровневую иерархическую структуру, включающую обработку данных на следующих объектах управления: • на борту транспортного средства; • в зональном диспетчерском центре; • в транспортном предприятии; • в ЦДС. В состав информационного обеспечения АСДУ входит следующий минимальный набор информационных массивов нормативно-справочной информации (НСИ): перечень маршрутов парков, обслуживаемых системой (городских и пригородных); эксплуатационные нормативы маршрутов; маршрутные расписания. Здесь следует учитывать, что основная цель диспетчерского контроля и управления маршрутизированным движением – своевременно (оперативно) зафиксировать проявляющиеся отклонения движения от запланированного (чтобы не допустить увеличения интервалов движения транспорта, нерегулярных рейсов, срывов рейсов по незачету системой и т.д.) и устранить последствия нарушений и отклонений. Основным функциональным блоком программного обеспечения АСДУ, который входит в состав программного обеспечения диспетчерского пункта является подсистема «Автоматизированный учет, контроль и анализ маршрутизированного движения», взаимодействующая с подсистемами «Оперативное планирование перевозок», «Формирование и выдача отчетных данных об исполненном движении» и подсистемой администрирования баз данных диспетчерской системы. В подсистеме «Автоматизированный учет, контроль и анализ маршрутизированного движения» реализуются следующие функции: а) Учет и контроль выпуска подвижного состава на маршрутную сеть, включая задачи: регистрация выезда ТС из парка; формирование в автоматизированном режиме сообщений обо всех нарушениях на выпуске; ввод корректирующей информации по фактическим данным о выпуске подвижного состава на линию в режиме реального времени; формирование и вывод оперативных справок о состоянии процессов выпуска; б) Учет и контроль открытия движения, начала работы подвижного состава на линии, включая задачи: регистрация фактического времени открытия движения на маршрутах, начала работы транспортных средств; формирование в автоматизированном режиме сообщений обо всех нарушениях при открытии движения, нарушениях при отправлении в первый рейс; в) Учет и контроль движения подвижного состава на маршрутах, включая задачи: - определение местоположения ТС; - регистрация прохождения ТС контрольных пунктов, учет выполнения рейсов; - установление отклонений ТС от трассы маршрута и от расписания движения; - регистрация сходов, простоев, возвратов и т.д.; - мониторинг интервалов движения транспортных средств на маршрутах; - формирование в автоматизированном режиме сообщений и вывод оперативных справок о всех нарушениях при движении по маршруту; - прием и обработка сообщений от водителей, в т.ч. запросов на связь, сигналов бедствия; - отображение местоположения и движения транспортных средств на маршрутной сети с помощью электронных карт или схем; - мониторинг интервалов движения транспортных средств на маршрутах с графическим отображением интервалов движения; - отображение на мониторе в специальных окнах информации о грубых нарушениях движения (невыход, уход с траектории маршрута, сход, выход вне наряда и др.); г) Учет и контроль времени завершения транспортной работы на линии, включая задачи: - автоматическая регистрация времени завершения транспортной работы на линии каждым транспортным средством; - регистрация брака; - формирование в автоматизированном режиме сообщений о несвоевременном завершении транспортной работы. Являясь ключевым звеном в обнаружении сбоев в транспортной работе и управлении транспортными средствами, диспетчер должен четко знать каким образом характеризуются сбои и что необходимо делать при их возникновении. Фактически на диспетчера ложится основная нагрузка по принятию решений в той или иной ситуации. Под принятием решения может пониматься особый процесс человеческой деятельности, направленный на выбор наилучшего варианта действий. 3. Системы мониторинга и управление транспортом Спутниковые ГЛОНАСС/ GPS системы мониторинга и управления транспортом, системы спутникового контроля передвижения автотранспорта, спутникового контроля перевозок, удаленного контроля транспорта представляют собой аппаратно-программные комплексы, состоящие из следующих компонентов: 1. абонентские телематические ГЛОНАСС/ GPS терминалы, устанавливаемые на автотранспорт для спутникового контроля транспорта; 2. периферийное оборудование (датчики), устанавливаемое на транспорт и различные механизмы транспортного средства; 3. телематический сервер с установленным серверным программным обеспечением; 4. специализированное диспетчерское программное обеспечение, устанавливаемое на рабочее место диспетчера. Принцип работы системы мониторинга и управление транспортом заключается в следующем. На транспортное средство для контроля движения транспорта, контроля маршрута транспорта устанавливается специальное ГЛОНАСС/ GPS оборудование – абонентский терминал. Терминал автоматически определяет местоположение транспортного средства c помощью приемника спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС или GPS, а также различные параметры: скорость, направление передвижения автотранспорта, маршрут транспорта, состояние подключенных датчиков. Далее терминал в автоматическом режиме или по запросу пользователя передает собранную с автотранспорта информацию по беспроводным каналам связи. Это может быть как спутниковый канал системы Inmarsat стандарта D+, так и сотовый системы GSM стандарта GPRS/SMS. Весь объем навигационной и технической информации, получаемой от отслеживаемых транспортных средств и дополнительных датчиков, по каналам поступает на телематический сервер, обрабатывается, сохраняется в базе данных и отправляется в диспетчерский центр. На рабочее место диспетчера устанавливается специальное программное обеспечение, в котором используются электронные векторные многослойные карты местности, с высокой точностью отображающие текущее местоположение и перемещение транспорта, режимы перевозок независимо от его местонахождения. Функции абонентских телематических терминалов Абонентские телематические ГЛОНАСС/ GPS терминалы, используемые в системах мониторинга, управления, контроля и слежения за транспортом, спутниковой системе контроля транспорта представляют собой серийно производимые профессиональные устройства. Терминалы служат для приема и обработки сигналов навигационных спутников систем ГЛОНАСС И GPS, получают данные с датчиков, установленных для удаленного контроля транспорта и иных объектов контроля, обеспечивают связь с телематическим сервером, передают управляющие сигналы на исполнительные устройства. В качестве навигационного оборудования в терминалах используются приемники глобальных систем навигации ГЛОНАСС и GPS, позволяющие с высокой точностью контролировать передвижение транспорта, определять местонахождение и навигационные параметры (скорость движения транспорта, направление движения автотранспорта, высота над уровнем моря) транспортных средств, маршрут транспорта, используя сигналы навигационных спутников. Функции диспетчерского программного обеспечения. Специальное программное обеспечение устанавливается на рабочее место диспетчера, логиста или оперативного дежурного. Программное обеспечение предназначено для удаленного ГЛОНАСС и GPS контроля транспорта и оперативного управления подвижными и стационарными объектами различного назначения в режиме реального времени. Условно функционал диспетчерского программного обеспечения можно разделить на несколько основных функций: мониторинг, решение маршрутной задачи, оперативное управление, контроль и анализ с расширенной системой отчетов. Рассмотрим подробнее каждую из функций. Мониторинг: • мониторинг местоположения транспортных средств, водителей, торговых представителей, мерчендайзеров, режима перевозок грузов в режиме реального времени; • отображение местоположения, направления движения автотранспорта и состояния транспортного средства на электронной карте и в виде текстового пояснения на экране монитора; • определение состояния автотранспорта, грузового транспорта, работы специальных систем и оборудования на основе показаний датчиков; • отображение сигналов «тревожной кнопки», вызова водителя; • быстрый поиск ближайших к пункту назначения транспортных средств, грузового транспорта. Решение маршрутной задачи: • составление диспетчером/логистом зон контроля любой конфигурации (многоугольники, коридоры, окружности) в специальном редакторе; • составление и сохранение заданий на прохождение заданного диспетчером/логистом количества контрольных зон в заданном порядке с возможностью назначения неограниченного количества временных окон для каждой зоны; назначение маршрутных заданий (маршрута автотранспорта) одному или нескольким транспортным средствам вручную или автоматически по заданному графику работы. Оперативное управление: • обмен текстовыми сообщениями; • возможность оперативного изменения маршрутных заданий в процессе выполнения заданий и перевозок; • вызов водителя при выявлении нецелевого использования транспортного средства или отклонений от маршрутов автотраснпорта (громкая связь, зуммер); • ведение журнала нарушений; • протоколирование действий диспетчера/логиста. Контроль: • автоматический контроль выполнения маршрутных заданий с сигнализацией их нарушений; • наличие глобальных зон контроля автотранспорта, контролируемых для каждого объекта, независимо от текущего задания; • «спутниковый электронный одометр» - контроль скорости и реального пробега автомобиля; • контроль расхода топлива; • контроль температурных режимов; • контроль прохождения установленных зон в заданный период времени; • контроль доставки продукции «точно-в-срок»; • контроль времени и места погрузки и выгрузки грузов; • контроль начала и окончания работы специальной техники и оборудования; • контроль нецелевого использования транспорта, отклонений от маршрутов передвижения автотранспорта; • контроль движения транспорта; • контроль маршрута транспорта. Анализ: • формирование отчетов о движении транспорта и контроле автотранспорта; • хранение полученной информации в базе данных; • справочники для перекрестного ввода информации: транспортные средства, персонал, должности, абонентские терминалы и прочие. Система отчетов: • история перемещения автотранспорта; • текущее местоположение; • пробег и расход топлива; • срабатывания датчика; • датчик и расход топлива (моточасы работы оборудования); • стоянки автотранспорта; • задания транспортных средств; • отчет о посещении зон; • отчет об экстремальных значениях аналогового датчика; • диаграмма заданий за период; • сводный отчет по транспортному средству/группе транспортных средств; • отчет по расходу топлива, заправкам и сливам; • плановый вход в зону; • экспортировать список транспортных средств; • посещение зон группой транспортных средств; • отчет о тревожных событиях группы транспортных средств; • срабатывание датчика у группы транспортных средств; • отчеты по спецгруппам (по составу/по нахождению транспортных средств в группах/по идентификации на группе транспортных средств). • Литература: Основная литература: 1. Горев А.Э. Информационные технологии на транспорте: учебник для академического бакалавриата / А.Э. Горев. – М.: Издательство Юрайт, 2015. 271 с. 2. Основы обработки экономической информации в Excel 2007. Методические указания и задания для выполнения лабораторных работ для студентов направлений Прикладная информатика и Экономика / сост. Л. С. Ильина, Н. Ю. Прокопенко; Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Н. Новгород : ННГАСУ, 2010. – 135 с. 3. Яхьяев, Н.Я. Информационное обеспечение организации дорожного движения [Текст]: учебное пособие/Н.Я. Яхьеяев, А.Н. Романов, Б.Т. Залимханов, А.В. Кораблин; Астрахан.гос. тех. ун-т. – Астрахань: Издательство: АГТУ, 2011. -200с. Дополнительная литература: 4. Андреев, А.Я. Информационные системы на транспорте: Конспект лекций для студентов специальности «Организация перевозок и управление на автомобильном и городском транспорте» [Текст]: учебное электронное пособие/ А.Я.Андреев; Белорусский национальный тех. ун-т. – Минск: Издательство: БНТУ, 2009. -79с. 5. Горев, А. Э. Информационные технологии на транспорте. Электронная идентификация автотранспортных средств и транспортного оборудования [Текст]: учеб.пособие для студентов специальностей 190701 – организация перевозок и управление на транспорте, 190702 – организация и безопасность движения (автомобильный транспорт) / А. Э. Горев; СПбГАСУ. – СПб., 2010. – 96 с. Тема 4. Автоматизированная система управления движением План: 1. Назначения и функции АСУД 2.Требования к АСУД 3.Современные АСУД. Расширенные возможности 1. Назначения и функции АСУД АСУД предназначена для управления движением транспортных средств и пешеходных потоков на дорожной сети города или автомагистрали. В зависимости от уровня сложности АСУД объектом управления могут быть движущиеся транспортные средства и пешеходные потоки на: - отдельном перекрестке или въезде на автомагистраль; - автомагистрали; - дорожной сети. АСУД должна включать в свой состав техническое, программное, информационное и организационное обеспечения. Функции АСУД подразделяют на управляющие, информационные и вспомогательные. В зависимости от уровня сложности АСУД ее управляющими функциями могут быть: - автоматическое локальное управление движением транспортных средств на отдельных перекрестках (въездах); автоматическое координированное управление движением транспортных средств на группе перекрестков; - координированное управление движением транспортных средств на дорожной сети города, автомагистрали (или на их участках) с автоматическим расчетом (выбором) программ координации(совокупности управляющих воздействий); - установление допустимых или рекомендуемых скоростей; - перераспределение транспортных потоков на дорожной сети; - автоматический поиск и прогнозирование мест заторов на участках дорожной сети и автомагистрали с выбором соответствующих управляющих воздействий; - обеспечение преимущественного проезда транспортных средств через перекрестки или автомагистрали; - оперативное диспетчерское управление движением транспортных средств на отдельных перекрестках (въездах) или группе перекрестков. К информационным функциям относятся: - формирование сигналов и индикация данных о характеристиках транспортных потоков (для автомагистрали дополнительно о метеорологических условиях и состоянии дорожного покрытия); - накопление, анализ и вывод статистических данных о параметрах объекта управления, а также о режимах функционирования АСУД в целом и отдельных технических средств и об их неисправностях; - обеспечение возможности визуального наблюдения за движением транспортных средств на участках дорожной сети и автомагистралях с помощью телевизионной аппаратуры (при необходимости); - формирование сигналов о нарушениях правил дорожного движения (при необходимости); - обеспечение аварийно-вызывной связи вдоль автомагистралей; - обеспечение возможности оперативной связи оператора системы с дорожно-патрульной службой, службами скорой медицинской и технической помощи, дорожно-эксплуатационными службами; - регистрация смены режимов работы АСУД, регистрация и анализ срабатываний устройств, блокировок и защиты. К вспомогательным функциям АСУД относится автоматизация процессов подготовки исходных данных, кодирования, анализа и т. п. Основными показателями эффективности АСУД являются: - время задержки транспортных средств на перекрестках (въездах); - число остановок транспортных средств на перекрестках - расход топлива; - средняя скорость движения транспортных средств; - пропускная способность дорожной сети; - уровень безопасности движения. 2.Требования к АСУД АСУД должна соответствовать требованиям настоящего стандарта, техническому заданию на ее создание или заданию на проектирование (при использовании типовых решений). Задание на проектирование АСУД должно соответствовать требованиям инструкции Госстроя СССР по разработке проектов и смет для промышленного строительства. При создании АСУД различного уровня сложности должен быть использован минимальный комплекс технических средств и программного обеспечения, выполняющий задачи, поставленные перед АСУД. АСУД строят по модульному принципу и обеспечивают возможность объединения модулей в систему более высокого уровня сложности. АСУД должна допускать возможность модернизации и дальнейшего развития. Стадии и этапы создания конкретной АСУД - по ГОСТ 20913-75. Содержание работ на каждом этапе определяют техническим заданием или заданием на проектирование. 3.Современные АСУД. Расширенные возможности Система обеспечивает: 1. Локальное и координированное адаптивное управление дорожным движением в зависимости от параметров транспортных потоков (интенсивности, скорости в характерных точках) и состояния воздушной среды в районе управления: - Обмен с периферийным оборудованием по различным протоколам и способам подключения, в том числе: по выделенным линиям связи (в протоколе АСС-УД) - 96 линий; по радиоканалу (скорость передачи 4800бит/сек); по модемному каналу (скорость передачи 1200бит/сек); по магистральному каналу связи (на одну линию связи подключается до 10 периферийных объектов, скорость передачи 2400бит/сек); по оптоволоконному каналу (скорость передачи 100Мбит/сек); по интернет каналу (скорость передачи 100Мбит/сек). - Управление группами перекрестков по самостоятельным программам координации в различных технологических режимах (времени, параметров ТП и т.д); - Анализ работоспособности периферийного оборудования; - Ведение системного журнала с различными способами выбора данных; - Вывод схемы организации движения и диспетчерское управление движением транспорта на отдельном перекрестке; - Вывод справок по текущему состоянию дорожных контроллеров; - Обеспечение анализа состояния системы на основе карты города с отображением в реальном времени режимов работы светофорных объектов; - Оперативное управление перекрестками в диспетчерском режиме; 2. Предоставление приоритетов в проезде перекрестков специальному и общественному транспорту; 3. Контроль загрязнения воздушной среды, передачу информации на автоматизированные рабочие места экологической службы. В зависимости от удаленности периферийного оборудования от управляющего пункта существует два типа структур: двухступенчатая структура подключения; трехступенчатая структура подключения. Подключение внешних автоматизированных рабочих мест может осуществляться на уровне сервера центрального управляющего пункта или сервера городского управляющего пункта. Двухступенчатая структура Основным критерием двухступенчатой структуры системы является то, что выполнена она двумя уровнями – Центральный управляющий пункт (ЦУП) и Периферийное оборудование. В данном случае управление периферийным оборудованием ведется как из ЦУПа, так и возможно работа периферийного оборудования за счет резервных планов координации программного обеспечения контроллеров. Двухступенчатая структура подключения периферийного оборудования подразделяется: радиальная схема, магистральная схема. Используемые каналы связи: - подключение по проводному (телефонному) каналу связи; - подключение по оптоволоконным каналам; - подключение по каналам связи Ethernet (интернет); - подключение по радиоканалу; - подключение с использованием сотовой связи - GPRS. Трехступенчатая структура Трехступенчатая структура подключения периферийного оборудования применяется в случаях, когда из-за удаленности контроллеров более 15км не возможно их непосредственное подключение к управляющему пункту. В данном варианте к двухступенчатой структуре между центральным управляющим пунктом и периферийным оборудованием добавляется зональный центр. Используемые каналы связи - подключение по проводному (телефонному) каналу связи; - подключение по радиоканалу. Применение оптоволоконного канала связи в системе АСУДД “Автоматика” отличается от общепринятых систем с применением двухпроводных телефонных линий связи тем, что для построения таких систем не требуется выполнение строймонтажных работ по всему городу, а требуется подключение периферийного оборудования к существующим в городе коммуникациям. Применение высокоскоростных коммуникационных сетей позволяет резко повысить объем передаваемой информации, что в свою очередь повышает требования к ДК. Устройства центрального управляющего пункта, разработанные нашей организацией КРЦН, КРЦС, ДПОУ позволяют одновременно осуществлять связь с периферийными объектами по проводным (телефонным), Ethernet, GPRS и оптоволоконным каналам связи. Тип канала задается в привязке системы. В системе используются протоколы высокого уровня TCP/IP, протоколы низкого уровня RS485, RS232 и специальный протокол АСУДД. Устройство КРЦН является универсальным управляющим устройством и к нему подключается оборудование по любым каналам связи, в том числе и по телефонным каналам связи. Также оно является сетевым управляющим устройством, не имеющим линейные модемы. Обеспечивает управление по протоколам высокого уровня. Литература: Основная литература: 1. Горев А.Э. Информационные технологии на транспорте: учебник для академического бакалавриата / А.Э. Горев. – М.: Издательство Юрайт, 2015. 271 с. 2. Основы обработки экономической информации в Excel 2007. Методические указания и задания для выполнения лабораторных работ для студентов направлений Прикладная информатика и Экономика / сост. Л. С. Ильина, Н. Ю. Прокопенко; Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Н. Новгород : ННГАСУ, 2010. – 135 с. 3. Яхьяев, Н.Я. Информационное обеспечение организации дорожного движения [Текст]: учебное пособие/Н.Я. Яхьеяев, А.Н. Романов, Б.Т. Залимханов, А.В. Кораблин; Астрахан.гос. тех. ун-т. – Астрахань: Издательство: АГТУ, 2011. -200с. Дополнительная литература: 4. Андреев, А.Я. Информационные системы на транспорте: Конспект лекций для студентов специальности «Организация перевозок и управление на автомобильном и городском транспорте» [Текст]: учебное электронное пособие/ А.Я.Андреев; Белорусский национальный тех. ун-т. – Минск: Издательство: БНТУ, 2009. -79с. 5. Горев, А. Э. Информационные технологии на транспорте. Электронная идентификация автотранспортных средств и транспортного оборудования [Текст]: учеб.пособие для студентов специальностей 190701 – организация перевозок и управление на транспорте, 190702 – организация и безопасность движения (автомобильный транспорт) / А. Э. Горев; СПбГАСУ. – СПб., 2010. – 96 с.