Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
doc

Студенческий документ № 096260 из ИТТИ

Раздел 3. АСУ транспортным процессом

В процессе работы с данным разделом необходимо:

- изучить три темы;

- ответить на вопросы для самопроверки в конце этого раздела;

- ответить на вопросы тренировочного теста №3.

На рис. 3.1 приводится функциональная схема автоматизированной системы управления (АСУ), содержащая основные элементы:

* Датчики состояния и положения объекта управления;

* Среду передачи данных от датчиков и сигналов воздействия;

* Устройство обработки данных (контроллер) от датчиков и формирующих сигнал управления исполняющим устройством;

* Исполняющее устройство, преобразующее сигнал управления на физическое воздействие на объект управления.

Алгоритм работы АСУ приведён на рис. 3.2. В качестве критерия состояния могут быть выбраны границы значения любых физических параметров: время, скорость, ускорение, место нахождения, температура, давление, влажность, вес, объём и др.

3.1. Определение АСУ, их техническое и информационное обеспечение

Важнейшим компонентом АСУ является полнота документации, которая даёт исчерпывающее представление о системе в соответствии с её реальным состоянием.

Стандарт IEC 61508-1 в Приложении А с подзаголовком "информативное" даёт только общую концепцию комплекса, без детализации конкретного состава и содержания документов. Проектирование, разработка, внедрение, эксплуатация и обслуживание АСУ регламентируется отечественной нормативно-справочной базой - ГОСТ серии 34.

Так в соответствии с ГОСТ 34.003 устанавливаются следующие термины и определения основных понятий в области автоматизированных систем:

Автоматизированная система (АС) - система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций;

Интегрированная АС - совокупность 2 или более взаимоувязанных АС, в которой функционирование одной из них зависит от результатов функционирования другой (других) так, что эту совокупность можно рассматривать как одну АС;

Пользователь АС - лицо, участвующее в функционировании АС или использующее результаты её функционирования;

Комплекс средств автоматизации АС - совокупность всех компонентов АС за исключением людей;

Автоматизированное рабочее место (АРМ) - программно-технический комплекс, предназначенный для автоматизации деятельности определённого вида;

Эффективность АС - свойство АС, характеризуемое степенью достижения целей, поставленных при её создании;

Процесс создания АС - совокупность работ от формирования исходных требований к системе до ввода в действие;

Функция АСУ технологическим процессом - включает получение информации о состоянии технологического объекта управления, оценку информации, выбор управляющих воздействий и их реализацию;

Информационная база АС - совокупность упорядоченной информации, используемой при функционировании АС;

Программно-технический комплекс АС - совокупность средств вычислительной техники, программного обеспечения и средств создания и заполнения машинной информационной базы при вводе системы в действие, достаточных для выполнения одной или более задач АС.

Кроме терминов, определённых ГОСТом, также необходимо дать определения следующим понятиям:

Интеллектуальная транспортная система (ИТС) - организационная управляющая структура, использующая современные информационные технологии, системы телекоммуникации, навигации, телеметрии и компьютерные аппаратно-программные комплексы и направленная на совершенствование логистической транспортной инфраструктуры с целью обеспечения маршрутизации, мониторинга, оперативного управления и контроля перемещения пассажиров, грузов, энергетических, финансовых или информационных ресурсов;

Интеграционная информационная система (ИИС) - объединение информационных и бизнес-процессов в едином информационном пространстве с целью координированного эффективного управления всеми участниками и процессами. В такой системе отдельные функциональные подсистемы логически взаимосвязаны на основе технологического процесса обработки данных без нарушения основной технологии их взаимодействия;

Интегрированное автоматизированное производство (ИАП) - концепция реализации интеграции различных компьютерных систем на автоматизированном предприятии;

Искусственный интеллект (ИИ) - имитация видов интеллектуальной человеческой деятельности в электронных системах;

Идентификация - это процесс распознавания объекта или субъекта по его признаку или по специальному устройству, которое называется идентификатором;

Аутентификация - процедура верификации (определение справедливости) принадлежности идентификатора объекту учёта;

Авторизация - процедура предоставления пользователю определённых полномочий и ресурсов в данной системе;

Система навигации - позволяет в любой точке земного шара определить местонахождение неподвижного либо движущегося объекта на земле, в воздухе и на море в трех измерениях с необходимой точностью;

Эффективность - степень достижения цели, при использовании имеющихся для этого ресурсов.

Жизненный цикл АСУ. Жизненный цикл системы начинается с момента определения проблемы, которая может быть решена с её внедрением, и заканчивается определением как непригодной для использования.

Все фазы жизненного цикла системы приведены на рис. 3.3, где:

ИЛМД - информационно-логическая модель данных;

НИР - научно-исследовательская работа;

ОКР - опытно-конструкторская работа.

Как правило, наиболее быстропротекающим жизненным циклом обладает информационное обеспечение. Поэтому жизненный цикл АСУ напрямую зависит от информационной системы, различные этапы которого требуют:

1. Поддержки документирования;

2. Оказания помощи в проектировании;

3. Генерации данных;

4. Контроля изменений и коррекции.

При этом приведённые требования относятся к различным этапам жизненного цикла в соответствии с рис. 3.4.

Одним из основных условий качественной работы АСУ, то есть адекватности её требованиям пользователя, является информационная совместимость всех элементов системы, что представляет собою часть функции управления.

Методология управления свойствами АСУ приведена на рис. 3.5.

Исходя из требований действующего стандарта, эффективность системы автоматизации транспортного процесса определяется:

* качеством организационного, информационного, общего программного и технического обеспечения;

* степенью унификации в масштабе транспортного информационного пространства;

* степенью соответствия системы предъявляемым к ней требованиям.

Соблюдение требований должно быть регламентировано Техническим заданием (ТЗ) внедрения АСУ, которое должно быть разработано в соответствии с ГОСТ 34.602-89. Для привязки текста ТЗ к конкретному технологическому объекту достаточно произвести подстановку собственных атрибутов и сведений об объекте автоматизации.

Лицом ТЗ является титульный лист, который должен соответствовать рекомендациям ГОСТ и содержать необходимые согласующие и утверждающие подписи. Пример титульного листа приведён на рис. 3.6.

Содержание ТЗ строго формализуется ГОСТ и состоит из следующих разделов.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, которые содержат:

* Полное наименование и условное обозначение АС;

* Шифр темы или номер договора;

* Наименование предприятий, участвующих в разработке;

* Перечень документов, которые регламентируют проект;

* Плановые сроки и стадии работы;

* Сведения об источниках и порядке финансирования;

* Порядок оформления и предъявления заказчику результатов.

2. НАЗНАЧЕНИЕ И ЦЕЛИ СОЗДАНИЯ АС.

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ, обычно приводят:

* Краткие сведения об объекте автоматизации;

* Сведения об условиях эксплуатации объекта автоматизации и характеристиках окружающей среды.

4. ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ, состоит из следующих подразделов:

* Требования в целом;

* Требования к функциям, выполняемым АС;

* Требования к видам обеспечения.

5. СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТ ПО СОЗДАНИЮ АС.

6. ПОРЯДОК КОНТРОЛЯ И ПРИЁМКИ СИСТЕМЫ, содержащие:

* Виды, состав, объём и методы испытания АС;

* Общие требования к приёмке работ;

* Статус приёмочной комиссии.

7. ТРЕБОВАНИЯ К СОСТАВУ И СОДЕРЖАНИЮ РАБОТ ПО ПОДГОТОВКЕ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ К ВВОДУ СИСТЕМЫ В ДЕЙСТВИЕ.

8. ТРЕБОВАНИЯ К ДОКУМЕНТИРОВАНИЮ. Перечень необходимой документации согласовывается с разработчиком и заказчиком.

9. ИСТОЧНИКИ РАЗРАБОТКИ.

В конце ТЗ приводятся подписи ответственных сотрудников, участвующих в составлении ТЗ и его согласование, имеющих следующий формат:

Должность Ф.И.О. Подпись Дата

3.1.1. Технические средства АСУ

Технические средства АСУ содержит 3 основных элемента (подсистемы):

* Датчики состояния и положения объекта автоматизации;

* Устройства принятия решения (сервер, АРМ, контроллер и др.);

* Исполнительные устройства.

Датчики состояния можно классифицировать как устройства обеспечивающие определение:

* Самого объекта (идентификация);

* Изменение физического и химического состояния объекта или окружающей его среды.

Датчики идентификации содержат ключевой элемент, с помощью которого осуществляется идентификация объекта или субъекта наблюдения. Этот элемент должен обеспечить надёжный режим работы системы при экономической целесообразности его использования. Сравнительные характеристики различных средств идентификации приведены в табл. 3.1.

Радиочастотная идентификация - самостоятельное направление, входящее в группу автоматической идентификации и регистрации объектов при помощи радиочастотного канала связи. Идентификация производится по уникальному цифровому коду, считываемому из памяти специализированной микросхемы-транспондера (transmitter / responder - передатчик-приемник) - электронной метки, прикрепляемой к объекту идентификации. Передача цифрового кода производится при помощи антенны, вмонтированной в корпус транспондера (так же как и специализированная микросхема) и представляющей с ним одно целое. Широкое использование RFID-технологий невозможно без стандартизации основных параметров таких систем. В настоящее время разработано большое количество стандартов, посвященных RFID технологии. В табл. 3.2 приведены стандарты ISO (RFID для управления объектами).

Таблица 3.1

Средства Принцип действия Недостатки Преимущества Примечания Кнопочные клавиатуры Набор на клавиатуре правильного кода разрешается доступ Код можно забыть, подсмотреть, скопировать. Длинный код сложно запомнить Совместное использование с другими средствами повышает надёжность Недоказуемы передача кода другому лицу и "случайный" подбор кода Штрих-код Код печатается на любом принтере Для подделки достаточно снять копию на ксероксе Самая дешевая технология изготовления карт Известная в торговле технология BAR-код Магнитные карты Магнитные полосы, на которых записан магнитный код. Считывая полосу необходимо протянуть вдоль датчика Надо выдерживать скорость протяга. Карты и считывающие головки стираются, щель засоряется. Легко подделать карту Наиболее простые и широко используемые средства идентификации Самый традиционный способ создания режима "считывание-перезапись" Карты

Виганда Физический эффект Виганда: магнитное поле в сверхкоротком проводнике вызывает индукционный отклик Карта достаточно хрупкая, ее необходимо оберегать от ударов Высокая надежность. Невозможность подделки. Высокая устойчивость к внешним воздействиям В настоящее время практически не используется в создаваемых системах Бесконтактные карты (проксимити) Бесконтактные карты являются радио картами, т. к. содержат приемник и передатчик. Питание от батарейки или от энергии излучения считывателя Относительно большая стоимость радио карт при малом тираже Высокая пропускная способность Традиционно используются в системах разграничения доступа Контактные карты

Интеллектуальные карты (смарт), считываются через микроконтакт.

Электронные ключи Touch Memory (TM) Из-за сложности надежного контакта не используется в СКД. Необходима электростатическая защита Высокая надёжность, т. к. используется микропроцессор.

Дешевле бесконтактных карт Как правило, хранятся в условиях способствующих механическим повреждениям Оптическая карта Темные и светлые пятна, закрытые непрозрачной пленкой. Считывается в инфракрасном диапазоне Необходимо выдерживать скорость считывания карты Дешевизна, высокая степень защиты, российская технология Соответствует ГОСТ Р 51241

Таблица 3.2

ISO/IEC 15961 Протокол передачи данных - прикладной интерфейс Изданный стандарт 2004 ISO/IEC 15962 Протокол правил кодировки данных и логических функций памяти Изданный стандарт 2004 ISO/IEC 15963 Уникальная идентификация радиочастотной метки. Идет заключительное утверждение как мирового стандарта

На рис. 3.7 и 3.8 приведены изображения пассивных меток, которые использованы для мониторинга грузов.

Рис. 3.7. Наклейка U-Code EPC Gen2

Рис. 3.8. Наклейка U-Code HSL

Очень активно на рынке логистических перевозок развивается использование активных меток. Использование активных меток позволяет существенно расширить возможности контроля состояния грузов и транспортных средств. Передатчик активной метки обеспечивает дальность передачи на десятки метров. Сообщение содержит не только код метки контейнера, но и состояние различных датчиков контейнера, в том числе и дополнительную информацию.

К датчикам физического и химического состояния относятся: давления, температуры, влажности, несанкционированного доступа.

Датчики давления. Различаются по видам измеряемого давления.

Датчики температуры. Термометры сопротивления, термопары.

Датчики влажности. Собственно датчик это два перфорированных металлических электрода, разделенные несколькими слоями сухой марли и скрепленные резиновым кольцом. Электроды связывают с размещенной поблизости электронной частью прибора витой парой или тонким экранированным проводом.

Датчики несанкционированного доступа. Представляют собой датчики тревожной сигнализации различной конструкции и принципа действия.

Датчики положения. Для определения местоположения транспортного средства применяются датчики, использующие передовые информационные технологии систем космической навигации ГЛОНАСС, GPS, WAAS, EGNOS.

Для работы на большегрузных автомобилях увеличение габаритных размеров модуля на 15-25 % не является критическим. Более критическим является потребление, особенно в зимнее время. Исходя из заявленного уровня потребления оценим затраты в ампер-часах на работу приемника при стоянке автомобиля в выходные.

При потреблении 600 мА на источнике 5 В потребление для аккумуляторной батареи 24 В составит 150-200 мА-ч или примерно 0,2 А-ч.

На рис. 3.9 приведены кривые изменения фактической емкости кислотно-свинцовых герметичных аккумуляторных батарей при разряде их током различной величины, где С - ток, равный номинальной емкости аккумулятора

Рис. 3.9. Зависимость емкости аккумулятора

от температуры окружающей среды

Устройства принятия решения. В качестве технического средства (аппаратно-программного комплекса) должно выступать устройство способное осуществить:

* сбор, обработку и хранение данных, полученных от датчиков;

* анализ текущей и статистической информации;

* выработку сигналов воздействия на объект автоматизации непосредственно через исполнительное устройство.

В качестве подобного устройства, в зависимости от сложности алгоритма преобразования, объёма информации, сложности преобразования сигналов воздействия и др., может быть использован контроллер, сервер или АРМ диспетчера. Вариант структуры такого АРМ приведён на рис. 3.10.

Исполнительные устройства. В качестве исполнительного устройства может, в зависимости от задачи, выступить электромеханическое, термоэлектрическое или другое устройство, способное преобразовать электрический сигнал в требуемое воздействие на объект автоматизации.

Для выполнения некоторых специальных функций, например для организации автоматизированного режима доступа, изготавливаются специальные устройства. К таким устройствам можно отнести электромеханический турникет.

3.1.2. АСУ как инструмент оптимизации

В виде параметров оптимизации предлагается рассмотреть следующие качественные показатели транспортировки:

1 - временной критерий - T (time);

2 - критерий уровня дополнительных услуг - S (service);

3 - критерий стоимости - P (price).

Справедливой будет следующая формализация:

При этом наиболее сложными для расчёта являются интермодальные перевозки, для которых расчетные требования будут определены по формуле:

где

?n - постоянный коэффициент для данной транспортировки, который учитывает квазистабильные особенности перевозки, а именно вид груза, сезонность, время суток и т.д.;

?p - постоянный коэффициент для данной транспортировки, который учитывает количество и особенности процесса погрузки / разгрузки;

Kn - коэффициент, который в процентном отношении учитывает сроки доставки одним видом транспорта;

Tn - время доставки на одном "плече" маршрута, одним видом транспорта;

Tp - время разгрузки / погрузки;

n - количество "плеч" транспортировки;

p - количество разгрузок/погрузок.

При этом достаточно условно суммарный уровень дополнительных услуг можно представить как сумму различных дополнительных услуг по каждому "плечу" доставки, но абсолютный уровень каждого вида услуг равен минимальному уровню "плечевого" значения этой услуги. В формальном виде:

Стоимостные критерии в режиме рыночной экономики определены по мере их уровня, декларируемого исполнителями транспортировки в конкретном "поле транспортировки". При дальнейшем развитии виртуальной транспортной логистики, то есть при создании в Интернете обширной сети информационных логистических центров, этот уровень для грузовых перевозок будет определяться действующими предложениями фрахтовой биржи.

Основным элементом автоматизации транспортного процесса является информационный центр транспортной логистики. Схема его информационного обеспечения приводится на рис. 3.11. На рисунке приводится вариант сети АРМ, обеспечивающих выполнение этих функций. Средой обмена данными между клиентами ЦТЛ является Интернет.

Также следует знать, что подчас эффективность внедрения следует учитывать не в прямых, а в косвенных показателях.

На рис. 3.12 представлено процентное соотношение затрат и эффектов для основных уровней управления по данным Yokogawa Electric Corporation, TI 36J06D10-01E, "Advanced process control solutions", October 2001.

При этом первичное внедрение РСУ (начальные инвестиции) характеризуется этапом - "Базовая система управления", которому соответствует:

* Повышение безопасности эксплуатации;

* Снижение эксплуатационных издержек;

* Более стабильное качество продукции;

* Повышение эффективности работы операторов.

Результат - 30% потенциальной прибыли от 70% затрат.

На втором этапе реализуются перспективные возможности РСУ (реальные преимущества пользователя) - "Усовершенствованное управление", которому соответствует:

* Полное использование функциональных возможностей;

* Максимальная стабильность и рентабельность установки;

* Оптимальная интеграция с уровнем управления производством;

* Уменьшение воздействия на окружающую среду.

Результат - 70% потенциальной прибыли от 30% затрат.

На рис. 3.13 представлено процентное соотношение затрат и эффектов для основных уровней управления по данным фирмы Honeywell. При этом первичное внедрение РСУ (начальное капиталовложение) характеризуется этапом - "Базовое и связное управление", которому соответствует:

* Повышение безопасности эксплуатации;

* Снижение эксплуатационных издержек;

* Более стабильное качество продукции.

Результат - 22% потенциальной прибыли от 80% затрат.

На втором этапе реализуются дальнейшее развитие РСУ (реальная прибыль заказчика - инвестора) - "Усовершенствованное управление", которому соответствует:

* Полное эффективное управление процессом;

* Максимизация стабильности и рентабельности установок (APC);

* Оптимальная интеграция с уровнем управления производством;

* Улучшение экологических показателей.

Результат - 78% потенциальной прибыли от 20% затрат.

Для определения наиболее рискованных этапов с точки зрения возвратности инвестированных средств необходимо оценивать процентное отношение рисков различных этапов внедрения АСУ, приведённые на рис. 3.14.

3.2. АСУ на транспорте

Использование АСУ в транспортном комплексе можно классифицировать в разных плоскостях:

* по видам транспортных средств (рис. 3.15);

* по функциональному использованию (рис. 3.16);

* по территориальному принципу (рис. 3.17).

В зависимости от вида транспорта различаются технологические и эксплуатационные характеристики, в первую очередь, мобильных модулей (датчики, устройства передачи, исполнительные элементы). В режиме эксплуатации АСУ характерны условия изменения состояния объектов управления, которое с течением времени происходит в результате внутренних процессов и взаимодействия с внешней средой. В результате для АСУ важно соблюдение следующих принципов:

* Эмерджентности, то есть целостности системы на основе общей структуры, когда поведение отдельных объектов рассматривается с позиции функционирования всей системы;

* Гомеостазиса - обеспечения устойчивого функционирования системы и достижения общей цели;

* Адаптивности к изменениям внешней среды и управляемости посредством воздействия на элементы системы;

* Обучаемость - путём изменения структуры системы в соответствии с изменением её целей.

По своему предназначению АСУ может обеспечить выполнение каждой из приведённых ниже функций или набора из них:

* Планирование - то есть определение цели функционирования объекта управления на различные периоды времени;

* Учёт - фиксирование состояния объекта управления в результате текущих процессов;

* Контроль - определение отклонения учётных данных от плановых критериев;

* Оперативное управление - осуществляется регулирование всех процессов через воздействие на объект управления;

* Анализ - определение тенденций в работе объекта управления и окружающей его среды для планирования алгоритма управления на следующий временной период.

Номенклатура современных АСУ может быть классифицирована по следующим типам:

* ПЛК - (PLC - Programmable Logic Controllers). Компактные технические устройства, изначально предназначавшиеся исключительно для логического управления дискретными процессами и операциями.

* СКАДА - (SCADA - Supervisory Control and Data Acquisition) -средства, изначально предназначавшиеся исключительно для сбора информации и слежения за состоянием оборудования на значительном удалении средствами телеметрии.

* РСУ - (DCS - Distributed Control Systems) - системы управления на базе специальной вычислительной техники, предназначенные для использования исключительно в технологических процессах.

В соответствии с территориальной принадлежностью, АСУ транспортного процесса имеет различный уровень объёма обрабатываемой информации, а также сложность решения проблем по её сбору и передаче от датчиков съёма первичных данных до устройства принятия решения.

Рассмотрим практическое использование АСУ в различных сферах, показывающих особенности всех принципов их построения и эксплуатации:

1. Трёхмодульная система диспетчеризации региональных контейнерных автоперевозок;

2. Автоматизированное управление работой терминала (склада);

3. Автоматизированная система диспетчеризации пассажирским наземным транспортом;

4. Электронный паспорт организации дорожного движения региона;

5. Автоматизированная система управления и контроля доступа на автотранспортное предприятие.

3.2.1. Диспетчеризация региональных контейнерных автоперевозок

Создание автоматизированной системы оперативного руководства, регулирования и контроля процессом автомобильной транспортировки преследует решение задач, связанных с повышением конкурентоспособности предоставляемых услуг. Поставленная цель достигается за счёт внедрения современных информационных технологий, которые позволят оптимизировать маршруты доставки, с учётом факторов, обеспечивающих наиболее рентабельное использование транспортных средств (ТС) и существующей инфраструктуры.

На рис. 3.18 приведён вариант трёхмодульной организации АСУ автотранспортных перевозок. Структура модулей и функциональные требования к ним приведены на рис. 3.19 - 3.21.

Модуль учёта транспортных средств и инфраструктуры (рис. 3.19) - представляет собою аппаратно-программный комплекс, обеспечивающий формирование и ведение банка данных ресурсов парка и его документооборота.

Модуль учёта и планирования (рис. 3.20) - автоматизирует работу с клиентами, включая формирование финансовых и аналитических документов.

Модуль мониторинга транспортных услуг (рис. 3.21) - автоматизирует диспетчеризацию транспортного процесса на этапах выбора маршрута и контроля проведения транспортировки.

Модуль учета транспортных средств и инфраструктуры:

* формирование базы данных транспортного предприятия региона и учет зон их обслуживания;

* учет технических и эксплуатационных характеристик транспортных средств;

* формирование базы данных штата сотрудников и ведение внутренней бухгалтерии и делопроизводства;

* учет технического обслуживания и ремонта транспортных средств;

* формирование отчетных и аналитических документов по эксплуатации и использованию транспортных средств.

Модуль учета и планирования перевозок:

* регистрация заявки клиента на перевозку с последующим формированием коммерческого предложения;

* автоматизированное формирование заявок на размещение сведений о свободных ресурсах транспортных средств на основании данных об их состоянии;

* планирование перевозок с использованием собственного и привлеченного транспорта;

* ведение прайс-листов на транспортно-логистические услуги, включая перевозки с использованием собственного и привлеченного транспорта;

* информирование клиентов о статусе перевозки с использованием системы уведомлений;

* удаленный ввод данных по перевозкам с использованием Интернета;

* обеспечение взаиморасчетов с контрагентами, формирование соответствующих финансовых документов;

* контроль оплаты счетов с напоминанием о просроченных платежах;

* учет претензий и инцидентов по перевозкам, формирование отчетных и аналитических документов по перевозкам.

Модуль мониторинга и оптимизации маршрутов:

* определение местоположения транспортных средств, в том числе отображение маршрутов на векторной электронной карте;

* контроль технического состояния транспортных средств по сигналам датчиков на маршруте и учет расходования горюче-смазочных материалов;

* формирование критериев эффективности использования и программного расчета оптимизации маршрутов;

* автоматический расчет и оптимизация маршрутов перевозок на основе заявок, данных дорожной обстановки, местоположения транспортного средства и других параметров;

* формирование оптимального порядка объезда точек доставки с возможностью его изменения;

* прогноз временных параметров движения по маршруту;

* контроль и информирование о нарушениях временных параметров маршрута.

В настоящее время обычно существует следующий алгоритм, приведённый на рис. 3.22, организации транспортировки контейнеров на интервалах доставки: "склад - грузовладелец - склад".

Действующий при организации транспортировки документооборот приведён в табл. 3.3. Весь документооборот производится на бумажных носителях.

Базовая региональная автоматизированная диспетчерская система контейнерных перевозок приведена на рис. 3.23.

Основным элементом этой схемы является региональный информационный логистический центр, выполняющий функции регионального клиентского центра и основного координатора как региональных, так и межрегиональных контейнерных перевозок. Как логистическая информационная система - это интерактивная структура, включающая персонал, оборудование и процедуры (технологии), которые объединены информационным потоком, используемым логистическим управленческим аппаратам для планирования, регулирования, контроля и анализа функционирования логистической системы.

3.3. ИТС, элементы и подсистемы

Рассмотрение ИТС предлагается провести по трём следующим аспектам:

* Мировой опыт внедрения и организация ИТС;

* Передовые информационные технологии, используемые в ИТС:

* Идентификация и аутентификация;

* Сквозной мониторинг;

* Глобальные системы космической навигации.

* Перспектива развития ИТС в России.

Таблица 3.3.

№ Содержание документа Источник Примечания 1 Договор на доставку Грузоотправитель Произвольная форма 2 Заявка на отправку груза Грузоотправитель 3

Оригинал транспортной Ж/Д

накладной Перевозчик Форма

заполнения

(определённая) Дорожная ведомость Корешок дорожной ведомости Квитанция о приёме контейнера 4 Товарно-транспортная накладная 5 Заявка вывоза контейнера

со станции Произвольная форма 6 План формирования отправки Внутренний

3.3.1. Мировой опыт внедрения и организация ИТС

В конце 1980-х - начале 1990-х гг. за рубежом сформировалась новая отрасль массовой радиоэлектроники: аппаратные и программные средства транспортных информационно-управляющих систем (ТИУС), по американской терминологии - интеллектуальных транспортных систем - ITS ("Intelligent Transportation Systems").

Начиная с 1993 г. наблюдается экспоненциальный рост числа современных транспортных информационно-управляющих радиоэлектронных систем (ТИУРЭС), которые интенсивно вводятся в эксплуатацию и активно осваиваются на самых различных автотранспортных предприятиях, а также в массовых масштабах устанавливаются на личном автотранспорте.

Развитие и распространение ИТС за рубежом привело к формированию трех центров управления процессом создания индустрии технических интеллектуальных средств управляющих систем XXI века:

1. Западная Европа - ERTICO ITS Europe;

2. Северная Америка (США + Канада) - "ITS America";

3. Япония -VERTIS.

В качестве примеров успешного внедрения ИТС можно считать Интеллектуальную Транспортную Систему Minnesota Guidestar, связывающую Миннеаполис и Сент-Пол (шт. Миннесота). Система оборудована установленными вдоль дорог видеокамерами и датчиками, которые фиксируют информацию о транспортном потоке, а затем передают данные на контрольные пункты автомагистралей; те, в свою очередь, регулируют движение транспорта. Применение этой системы началось в 1991 г. и позволило на 40 % сократить число пробок на дорогах.

Система STREAM (Strategic, Real-Time Control for Megalopolis-Traffic), разработанная городским управлением полиции Токио, обеспечивает синхронную работу светофоров и позволяет избежать заторов. С помощью радиовещательной и телефонной служб, а также системы информационных киосков можно получить справку о расписании движения городского транспорта, обстановке на дорогах и наличии свободных мест на автостоянках.

Системы обеспечивают:

* снижение задержек транспорта - до 55 %,

* повышение средней скорости поездки - до 22 %,

* уменьшение количества остановок - до 24 %,

* уменьшение количества ДТП - до 10 %,

* снижение расхода бензина - до 11 %,

* снижение массы выброса окиси углерода - до 17 %.

3.3.2. Идентификация и аутентификация

Идентификация. Средства электронной идентификации объектов находят широкое применение в компьютерных системах управления многими процессами (в производстве, в торговле, при транспортировках и др.), в системах управления доступом, в системах учёта, хранения, обращения, охраны, оповещения, наблюдения и т. п.

Аутентификация производится на основании того или иного секретного элемента, которым располагают как пользователь, так и информационная система. Обычно информационная система располагает не самим секретным элементом, а некоторой информацией о нём, на основании которой принимается решение об адекватности пользователя идентификатору.

Радиочастотные метки подвержены влиянию металла (электромагнитное поле экранируется токопроводящими поверхностями). Поэтому перед использованием радиочастотных меток в упаковках определенного вида упаковку следует модернизировать. Для уверенного считывания идентификационного номера на контейнере по диагонали устанавливают 2 метки. При этом пассивная метка отражает излучаемый на неё сигнал, как это изображено на рис. 3.40.

3.3.3. Сквозной мониторинг

Стремительное развитие автомобильного транспорта приводит к возникновению транспортных проблем, прежде всего в городских дорожных сетях:

* Рост интенсивности транспортных потоков опережает рост пропускной способности городских сетей.

* Увеличение числа автомобилей опережает рост парковочных мест, необходимых для временного размещения автомашин.

Московский автолюбитель до 50 % своего времени за рулем тратит на ожидание в пробках или поиск свободного места для парковки. К этому показателю неуклонно приближаются жители других крупных городов России.

Процесс мониторинга проходит три основные фазы, приведённые на рис. 3.41. Каждая из приведённых фаз сопровождается выполнением требований, которые могут регламентироваться для каждого объекта, сеанса или начальных условий транспортного процесса.

1 2 3

При проведении замера (снятии) состояния заданного параметра необходимо задать точность измерения, время и длительность сеанса измерения, величину (размерность) и формат выходного сигнала и так далее в соответствии с используемыми метрологическими стандартами.

В случае, если имеется возможность доведения до объекта автоматических воздействий, корректирующих его состояние, вся система мониторинга преобразуется в АСУ объектом, приведённую на рис. 3.42. Сигнал, получаемый при наблюдении за выбранным параметром до момента принятия решения, преобразуется в несколько этапов. Это зависит от сложности алгоритма замера состояния объекта и структуры системы мониторинга.

Например, система мониторинга местоположения объекта может иметь четыре этапа преобразования информации, как это изображено на рис. 3.43.

1 этап. Получение аналогового сигнала на датчике и его передача для первичной обработки.

2 этап. Преобразование аналогового в цифровой сигнал заданного формата.

3 этап. Обработка массива данных в соответствии с заданным алгоритмом и требуемой формой их представления.

4 этап. Формирование сигнала, являющегося результатом сложившейся ситуации.

В качестве примера можно привести наблюдение за транспортом:

Мониторинг транспортных потоков - измерение характеристик транспортных потоков (скорость, состав, плотность и т. д.), выявление заторов на участках городской сети и дорожных магистралях, автоматическое обнаружение дорожно-транспортных происшествий и т. п.

Мониторинг правонарушений - контроль проезда автомашин на "красный", выезд на встречную полосу, обгон или разворот в запрещенном месте и т. п.

Мониторинг парковок - автоматическое определение занятости парковочных мест (для крупных открытых парковок), детектирование событий, связанных с возможным нанесением ущерба автомобилю, оставленному на парковке, обеспечение безопасности и удобства пользования парковками.

Системы информационного обеспечения водителей. Востребованность наблюдения в ИТС подтверждает недавнее начало сотрудничества компании ITV с информационным агентством "СМИлинк". Сбор информации о ситуации на дорогах осуществляет сеть микроволновых детекторов транспорта и видеокамер, проводящих измерение характеристик транспортных потоков и визуальное наблюдение дорожной обстановки. Полученная информация обрабатывается, обобщается и передается пользователям по проводным или беспроводным каналам связи. Специальное программное обеспечение позволяет отображать текущую информацию о дорожно-транспортной обстановке на электронной карте города на экране сотового телефона, карманного или персонального компьютера.

3.3.4. Глобальные системы космической навигации

В 2001 году была принята Федеральная целевая программа финансирования ГЛОНАСС. Государственным заказчиком - координатором программы в интересах национальной безопасности является Министерство обороны. Сроки ее реализации были серьезно нарушены, что привело к задержке в разработке новых спутников "Космос-М" и "Космос-К", которые могли бы работать на орбите 7-10 лет, что в 2-3 раза превышает срок службы теперешних.

Американская NAVSTAR включает 24 GPS-спутника (рис. 3. 44). Все они уже на орбите и находятся в работоспособном состоянии.

Позиционирование автоперевозок. Развитие рынка автоперевозок, в первую очередь дорогих и опасных грузов объективно диктует нужду в системах позиционирования, использующих спутниковую навигацию, радиосвязь и электронные карты.

Вопросы для самопроверки.

1. Приведите функциональную схему АСУ.

2. Приведите алгоритм работы АСУ.

3. Критерии функционирования АСУ транспортным процессом.

4. дайте определение интеллектуальной транспортной системы.

5. Фазы жизненного цикла АСУ.

6. Методология управления свойствами АСУ.

7. Структура технического задания на внедрение АСУ?

8. Дать сравнительные характеристики различных средств идентификации.

9. Что такое транспондер и ридер?

10. укажите виды изготовления электронных меток.

11. Датчики физического и химического состояния.

12. Датчики несанкционированного доступа.

13. Датчики положения.

14. Приведите варианты устройств для принятия решения.

15. Приведите варианты исполнительных устройств.

16. Какая цель оптимизации транспортного процесса с помощью АСУ?

17. Состав регионального центра транспортной логистики.

18. Процентное отношение рисков различных этапов внедрения АСУ.

19. Эмерджентность и гомеостазис АСУ.

20. Номенклатура современных АСУ.

21. Вариант организации АСУ автотранспортных перевозок.

22. Основные компоненты автоматизированной диспетчерской системы контейнерных перевозок.

23. Архитектура системы Solvo.WMS.

24. Достоинства системы Solvo.WMS.

25. Основные положения концепции транспортного электронного контроля.

26. Что является необходимым элементом логистической системы управления городскими пассажирскими перевозками.

27. Какие основные подсистемы транспортного электронного контроля?

28. Общая структура БД "Пассажиропоток".

29. Как производится формирование запроса определения местоположения?

30. Основные технологии датчиков пассажиропотока.

31. Электронный паспорт организации дорожного движения региона (ЭПР).

32. Роль мониторинга в организации дорожного движения региона.

33. Концептуальная архитектура системы ЭПР.

34. Сформулировать 9 основных требований к системе защиты.

35. Особые требования к центральным устройствам комплексов защиты.

36. Укажите основные виды турникетов.

37. Центры создания индустрии технических интеллектуальных средств.

38. Что такое аутентификация?

39. В чём достоинства RFID по сравнению со штрих-кодом?

40. В чём недостатки RFID по сравнению со штрих-кодом?

41. Каковы три основные фазы мониторинга?

42. Системы информационного обеспечения водителей.

43. Американская NAVSTAR и российская ГЛОНАСС - особенности и достоинства.

44. Состав глобальных спутниковых систем.

Заключение

Если двадцатый век на глобальном уровне принято считать веком индустриализации мировой экономической системы, то двадцать первый век по праву ассоциируется с быстро развивающимися информационными технологиями (ИТ). При этом горизонт развития информатизации человечества невозможно представить даже в самом ближайшем будущем. Перечислим те современные ИТ, без которых транспортный комплекс уже немыслим:

* мобильные системы связи и компьютерные сети;

* электронный документооборот (включая финансовые расчёты);

* навигационные системы позиционирования;

* системы идентификации и телеметрии и др.

На всех этапах внедрения в транспортный процесс передовых ИТ ключевым понятием является эффективность. Для аппаратных средств это отношение производительности оборудования к его стоимости. Для программного обеспечения - производительность пользователей (лиц, работающих с ИТ).

В то же время, роль ИТ на транспорте такова, что плохое владение информационным инструментарием логистического менеджмента в организации современного транспортного процесса не просто скажется на его эффективности, а сделает его в принципе невозможным.

76

Показать полностью… https://vk.com/doc-31023011_217341600
898 Кб, 6 сентября 2013 в 11:14 - Россия, Москва, ИТТИ, 2013 г., doc
Рекомендуемые документы в приложении