История развития железнодорожных ИС.

Введение.

Понятие о системе информации. Процессы в информационной системе (ИС). Необходимость применения ИС на железнодорожном транспорте. Инфраструктура и система управления железнодорожного транспорта.

В любой области экономической и социальной деятельности, на любом предприятии, занимающемся производством и распределением продукции, создается и используется информация. Всякая взаимосвязь и координация работ внутри отдельной производственной группы возможны благодаря системе информации, охватывающей как всю группу, так и её отдельные элементы, способные порождать, модифицировать и использовать информацию.

Отдельные области человеческой деятельности, как наиболее важные и сложные, находятся в особом положении. Для них создается автоматизированная информационная система, которая понимается, как «совокупность средств и методов, позволяющих собирать, перемещать, обрабатывать и передавать потребителю отобранную информацию». Система информации существует в естественном виде, она образует информационную среду. Информационная система создается искусственным путем, и, что особенно существенно, эффективность этой системы зависит от успешного внедрения в среду и от организации коммуникаций между её элементами.

В науке и технике под системой принято понимать взаимосвязанную и взаимодействующую совокупность элементов. Например, для функционирования ИС должны идти два процесса: поступление информации и её извлечение. Сама ИС составляет часть системы информационного обслуживания, которая, в свою очередь, представляет существенную часть сложной управляющей системы. Процесс управления сводится к сознательному и научному выбору целей, определению критериев построения оптимальных планов и контролю их выполнения. Поэтому основным элементом управляющей системы являются автоматизированные ИС.

Информационные системы осуществляют реализацию процессов, связанных:

1) со сбором, хранением и классификацией больших объемов информации;

2) с ведением информационных массивов сложной внутренней структуры и их подготовкой для последующей обработки;

3) с логической обработкой данных при решении задач информационного характера;

4) с выдачей информации, пригодной для непосредственного использования человеком.

Специфика ИС определяется третьей из названных функций – обработкой данных. Обычно ИС реализует информационное обеспечение автоматизированных систем управления (АСУ), т.е. является их составной частью.

В зависимости от характера и сложности процесса переработки информации различают следующие основные виды ИС:

1) информационно-поисковые, предназначенные для автоматизации решения задач информационного поиска в больших массивах постоянно накапливаемой информации;

2) информационно-справочные системы, которые позволяют выполнять над результатами поиска обработку учетно-статистического характера, включающую выполнение структурных преобразований над значениями величин, т.е. не только поиск, но и получение новых данных путем обработки результатов поиска;

3) информационно-логические системы, которые обладают возможностями выполнения сложного логического, структурного и смыслового анализа информации, полученного либо в результате поиска, либо введенной непосредственно в ИС. Сюда относятся ИС, ориентированные на решение задач планирования, операционного анализа ситуации и т.д. Существенной характеристикой ИС является непосредственное участие пользователя системы в процессе решения задач;

4) информационно-распознающие системы, которые позволяют реализовать процессы, связанные с оценкой и распознаванием ситуации, объектов и процессов, прогнозированием развития событий и другие по генерации новой информации. Характерной особенностью систем является обработка информационных массивов, состоящих из объектов с неполным описанием, а также широкое использование самообучения и самонастройки на оптимальный процесс или заданные условия.

Функционирование ИС можно представить как совокупность информационных процессов, выполняемых последовательно или параллельно:

1) сбор и подготовка исходной информации для последующего ввода в систему;

2) ввод исходной информации и формирование справочных массивов;

3) решение задач на основе полученных данных в соответствии с заданным алгоритмом;

4) ведение массивов, составляющих информационную базу ИС (пополнение, обновление, переорганизация);

5) реализация обмена информацией между ИС и пользователями в процессе функционирования системы (в том числе и в процессе решения задач). Выполнение всех этих процессов обычно происходит под единым управлением.

Для современных технических и экономических систем характерна высокая сложность и одновременно постоянная тенденция к интенсификации процессов в этих системах. Указанная тенденция особенно характерна для железнодорожного транспорта. Неритмичность процессов, возникновение перебоев и неполадок (это относится к транспортным процессам) приводят к необходимости управления ими. В свою очередь, для целей управления процессами необходимы накопление информации и её обработка. Эффективность принятых решений зависит от информации, на которую они опираются и от её достоверности. Следовательно, видна четкая взаимосвязь таких понятий, как производство, информация, решение и управление.

Приступая к анализу взаимосвязи, в качестве первичного понятия следует отметить производство. Информация о производственных процессах служит основой для принятия решений, которые являются реакцией на нужды производства. Использование информации в процессе принятия решений обеспечивает система обработки данных. Доминирующим понятием является управление, которое следует рассматривать как формулировку цели функционирования данного объекта, планирование и организацию процесса деятельности, поиск и размещение необходимых материальных и трудовых ресурсов.

Необходимость и возможность применения ИС принятия решения на железнодорожном транспорте очевидна. Это объясняется следующими причинами:

1) работа транспорта охватывает большое количество статических (станции, локомотивные депо, железнодорожные линии) и динамические (вагоны, локомотивы) объектов. Каждый из них является постоянным источником информации, которую необходимо собрать, упорядочить, переработать и передать отдельным организационным единицам, находящимся на разном уровне контроля и управления;

2) на транспорте в разное время возникает необходимость в решении разного рода комбинаторных задач – периодически (например, разработка графика движения поездов) и в процессе повседневной эксплуатации (оперативная корректировка плана формирования поездов);

3) на железнодорожном транспорте давно применяются различные современные средства энергопитания, а также устройства СЦБ и связи, что способствует внедрению ИС.

К элементам, составляющим инфраструктуру железнодорожного транспорта относятся различные стандартные устройства и сооружения, такие как:

1) путь и путевое хозяйство;

2) устройства электроснабжения;

3) системы автоматики, телемеханики и связи;

4) устройства механизации погрузочно-разгрузочных работ;

5) станции, узлы и железнодорожные направления.

В основе действующей инфраструктуры сети передачи данных (СПД) железнодорожного транспорта, как элемента контура управления отраслью, лежит системная телеобработка данных, обеспечивающая коллективное использование ресурсов удаленными пользователями с возможностью организации межмашинного обмена.

Введение.

Понятие о системе информации. Процессы в информационной системе (ИС). Необходимость применения ИС на железнодорожном транспорте. Инфраструктура и система управления железнодорожного транспорта.

В любой области экономической и социальной деятельности, на любом предприятии, занимающемся производством и распределением продукции, создается и используется информация. Всякая взаимосвязь и координация работ внутри отдельной производственной группы возможны благодаря системе информации, охватывающей как всю группу, так и её отдельные элементы, способные порождать, модифицировать и использовать информацию.

Отдельные области человеческой деятельности, как наиболее важные и сложные, находятся в особом положении. Для них создается автоматизированная информационная система, которая понимается, как «совокупность средств и методов, позволяющих собирать, перемещать, обрабатывать и передавать потребителю отобранную информацию». Система информации существует в естественном виде, она образует информационную среду. Информационная система создается искусственным путем, и, что особенно существенно, эффективность этой системы зависит от успешного внедрения в среду и от организации коммуникаций между её элементами.

В науке и технике под системой принято понимать взаимосвязанную и взаимодействующую совокупность элементов. Например, для функционирования ИС должны идти два процесса: поступление информации и её извлечение. Сама ИС составляет часть системы информационного обслуживания, которая, в свою очередь, представляет существенную часть сложной управляющей системы. Процесс управления сводится к сознательному и научному выбору целей, определению критериев построения оптимальных планов и контролю их выполнения. Поэтому основным элементом управляющей системы являются автоматизированные ИС.

Информационные системы осуществляют реализацию процессов, связанных:

1) со сбором, хранением и классификацией больших объемов информации;

2) с ведением информационных массивов сложной внутренней структуры и их подготовкой для последующей обработки;

3) с логической обработкой данных при решении задач информационного характера;

4) с выдачей информации, пригодной для непосредственного использования человеком.

Специфика ИС определяется третьей из названных функций – обработкой данных. Обычно ИС реализует информационное обеспечение автоматизированных систем управления (АСУ), т.е. является их составной частью.

В зависимости от характера и сложности процесса переработки информации различают следующие основные виды ИС:

1) информационно-поисковые, предназначенные для автоматизации решения задач информационного поиска в больших массивах постоянно накапливаемой информации;

2) информационно-справочные системы, которые позволяют выполнять над результатами поиска обработку учетно-статистического характера, включающую выполнение структурных преобразований над значениями величин, т.е. не только поиск, но и получение новых данных путем обработки результатов поиска;

3) информационно-логические системы, которые обладают возможностями выполнения сложного логического, структурного и смыслового анализа информации, полученного либо в результате поиска, либо введенной непосредственно в ИС. Сюда относятся ИС, ориентированные на решение задач планирования, операционного анализа ситуации и т.д. Существенной характеристикой ИС является непосредственное участие пользователя системы в процессе решения задач;

4) информационно-распознающие системы, которые позволяют реализовать процессы, связанные с оценкой и распознаванием ситуации, объектов и процессов, прогнозированием развития событий и другие по генерации новой информации. Характерной особенностью систем является обработка информационных массивов, состоящих из объектов с неполным описанием, а также широкое использование самообучения и самонастройки на оптимальный процесс или заданные условия.

Функционирование ИС можно представить как совокупность информационных процессов, выполняемых последовательно или параллельно:

1) сбор и подготовка исходной информации для последующего ввода в систему;

2) ввод исходной информации и формирование справочных массивов;

3) решение задач на основе полученных данных в соответствии с заданным алгоритмом;

4) ведение массивов, составляющих информационную базу ИС (пополнение, обновление, переорганизация);

5) реализация обмена информацией между ИС и пользователями в процессе функционирования системы (в том числе и в процессе решения задач). Выполнение всех этих процессов обычно происходит под единым управлением.

Для современных технических и экономических систем характерна высокая сложность и одновременно постоянная тенденция к интенсификации процессов в этих системах. Указанная тенденция особенно характерна для железнодорожного транспорта. Неритмичность процессов, возникновение перебоев и неполадок (это относится к транспортным процессам) приводят к необходимости управления ими. В свою очередь, для целей управления процессами необходимы накопление информации и её обработка. Эффективность принятых решений зависит от информации, на которую они опираются и от её достоверности. Следовательно, видна четкая взаимосвязь таких понятий, как производство, информация, решение и управление.

Приступая к анализу взаимосвязи, в качестве первичного понятия следует отметить производство. Информация о производственных процессах служит основой для принятия решений, которые являются реакцией на нужды производства. Использование информации в процессе принятия решений обеспечивает система обработки данных. Доминирующим понятием является управление, которое следует рассматривать как формулировку цели функционирования данного объекта, планирование и организацию процесса деятельности, поиск и размещение необходимых материальных и трудовых ресурсов.

Необходимость и возможность применения ИС принятия решения на железнодорожном транспорте очевидна. Это объясняется следующими причинами:

1) работа транспорта охватывает большое количество статических (станции, локомотивные депо, железнодорожные линии) и динамические (вагоны, локомотивы) объектов. Каждый из них является постоянным источником информации, которую необходимо собрать, упорядочить, переработать и передать отдельным организационным единицам, находящимся на разном уровне контроля и управления;

2) на транспорте в разное время возникает необходимость в решении разного рода комбинаторных задач – периодически (например, разработка графика движения поездов) и в процессе повседневной эксплуатации (оперативная корректировка плана формирования поездов);

3) на железнодорожном транспорте давно применяются различные современные средства энергопитания, а также устройства СЦБ и связи, что способствует внедрению ИС.

К элементам, составляющим инфраструктуру железнодорожного транспорта относятся различные стандартные устройства и сооружения, такие как:

1) путь и путевое хозяйство;

2) устройства электроснабжения;

3) системы автоматики, телемеханики и связи;

4) устройства механизации погрузочно-разгрузочных работ;

5) станции, узлы и железнодорожные направления.

В основе действующей инфраструктуры сети передачи данных (СПД) железнодорожного транспорта, как элемента контура управления отраслью, лежит системная телеобработка данных, обеспечивающая коллективное использование ресурсов удаленными пользователями с возможностью организации межмашинного обмена.

История развития железнодорожных ИС.

Отличительные особенности железнодорожных ИС от систем других видов транспорта. Системы статистического учета и отчетности, их функционирование. Автоматизированная система оперативного управления грузовыми перевозками (АСОУП), ее вычислительные и телекоммуникационные средства. Трехуровневая структура построения АСОУП. Принципы построения автоматизированной системы продажи и учета мест в поездах, а также управления пассажирскими перевозками («Экспресс»). Структура системы «Экспресс». Различие в требованиях к этим системам и методах проектирования и внедрения. Перспективы развития систем АСОУП и «Экспресс».

Применение информационных систем на железнодорожном транспорте в равной степени необходимо, эффективно и сложно. Этот вид транспорта, как объект ИС, отличается от других отраслей рядом особенностей, которые затрудняют внедрение ИС, а именно:

1) вид объекта – в сфере деятельности железных дорог находится вся территория страны и условия труда дифференцированы в зависимости от места расположения и должности, а предлагаемые транспортные услуги весьма разнородны;

2) размеры объекта – железнодорожный транспорт включает в себя тысячи разнородных организационных единиц, сотни тысяч работников, а так же большие эксплуатационные расходы;

3) повседневные международные связи – границы государств ежедневно пересекают тысячи вагонов;

4) неравномерность распределения движения поездов по отдельным участкам и линиям сети железных дорог;

5) сезонность колебаний спроса на перевозочные средства и невозможность создания «запаса услуг»;

6) разнородность и территориальная распределенность пунктов зарождения информации (источников информации)

В этой связи первоначальное применение ИС было связано с внедрением в подсистемах статического учета и отчетности. Полученные результаты послужили одним из источников разработки основных элементов базы данных о перевозочном процессе, что явилось необходимым условием разработки и внедрения комплексной системы управления этим процессом.

На основе опыта разработки и внедрения отдельных АСУ и с учетом тенденций развития технических средств вычислительной техники в МПС были определены принципы и основные направления развития АСУЖТ. К ним относятся автоматизация расчетов основных плановых и нормативных документов, регламентирующих эксплуатационную деятельность железных дорог и их подразделений; совершенствование системы оперативного управления перевозочным процессом на всех уровнях управления; создание автоматизированных систем управления технологическими процессами на линейных предприятиях и, прежде всего, на сортировочных станциях.

Улучшилось обслуживание пассажиров за счет автоматизации резервирования мест и продаж билетов на пассажирские поезда; продолжилось создание автоматизированных систем, направленных на улучшение использования и повышение надежности работы технических средств транспорта – локомотивов, вагонов, путевого хозяйства, устройств энергоснабжения, СЦБ и связи; развивались автоматизированные системы обработки данных для повышения производительности труда.

Для выполнения расчетов нормативных и плановых показателей используются результаты обработки большого количества отчетных и статистических документов. Все плановые и нормативные задачи можно условно разделить на три основные группы: организация вагонопотоков, составление графика движения поездов (включая тяговые расчеты), составление месячного плана перевозок, технических норм эксплуатационной работы и анализа их выполнения.

Центральной частью системы управления перевозками является автоматизированная система оперативного управления грузовыми перевозками (АСОУП). Она, в частности, реализует все основные системы взаимосвязи (линейного уровня с дорожными, соседних железных дорог, обеспечивает необходимой информацией сетевой уровень и дорожные ЕДЦУ).

В 1972 году введена в действие система автоматизации билетно-кассовых операций «Экспресс-1». Она представляет собой вычислительную систему, работающую в реальном масштабе времени, специализирующуюся на обслуживания пассажиров. Система реализует следующие функции: учет свободных мест в поездах и выдачу их по требованию кассира, оформление и печать различных видов проездных и вспомогательных документов, получение статистических и финансовых форм учета и отчетности по пассажирским перевозкам и т.д.

Различие в требованиях к этим системам, этапы разработки и методы проектирования и внедрения привели к их относительной независимости. Одно из основных отличий в требованиях заключается в том, что «Экспресс» должна обеспечивать диалоговое взаимодействие «запрос - ответ» абонента (терминала кассира) с системой обработки в менее жестком по времени режиме (десятки секунд и минут) и передачу сообщений и файлов при межмашинном обмене.

Исходя из ситуации управления железнодорожным транспортом сеть передачи данных (СПД) грузовыми перевозками имеет трехуровневую структуру: уровень линейных предприятий, дорожный (региональный) уровень, сетевой (межрегиональный). Существующая СПД «Экспресс» имеет двухуровневую структуру: региональная терминальная сеть и межрегиональная магистральная сеть коммутации сообщений.

Основной системой, требующей непрерывного обмена информацией и создающей интенсивные информационные потоки, которые должна передавать СПД дороги является АСУ перевозками. Она включает несколько функциональных систем управления, разработанных относительно самостоятельно, но действующих в условиях постоянного информационного взаимодействия. Центральной частью АСУ перевозками является АСУОП. На ее базе в ИВЦ дорог созданы поездные и вагонные модели дороги, производится контроль погрузки/выгрузки вагонов, формируются электронные перевозочные документы, создаются отчеты о работе дороги и т.д.

Для обеспечения функционирования АСОУП большие системы обработки данных (мейнфреймы) в ИВЦ дороги связаны с многочисленными АРМами, поставляющими оперативные данные о движении, дислокации и изменении состояния поездов, вагонов и грузов. Топология сети системы «Экспресс» предусматривает связь не менее чем с двумя другими региональными системами, чтобы обеспечить возможность передачи сообщений по обходным путям при отказе каналов связи. Система обеспечивает:

- взаимодействие региональных систем «Экспресс» между собой с целью резервирования мест, получения справочной информации и отчетности, внесения изменений в нормативно-справочную информацию, передачи информации о наличии мест по ходу поезда и т.п.

- передачу файлов произвольной длины между любой парой узлов сети параллельно с обменом по билетно-кассовым операциям (в фоновом режиме).

Новая версия системы управления пассажирскими перевозками включает два основных комплекса – сетевую аналитическую базу данных (АБД) и комплекс обработки заказов реального времени (КОЗРВ). КОЗРВ выполняет обслуживание билетно-кассовых терминалов, установленных на полигоне одной или нескольких железных дорог. Он базируется на современной системотехнической платформе – ЭВМ IBM-9672 и системе управления базой данных DB2. Внедрение КОЗРВ позволяет реализовать взаимодействие АСУ «Экспресс» со смежными системами.

Информационный обмен и передача информации в сетевую АБД полностью переведены с низкоскоростных каналов связи на цифровые. Это позволило существенно улучшить обслуживание пассажиров, исключить длительное ожидание при оформлении билетов, повысить оперативность информации в аналитической базе данных.

В настоящее время завершен переход на технологию контроля машиночитаемых бланков и новый прикладной протокол взаимодействия терминала с HOST-ЭВМ – протокол гарантированной доставки. Он устраняет потери информации и расхождения в отчетности из-за сбоев и искажений при передаче по каналам связи, повышает производительность труда кассиров за счет уменьшения объемов отчетности в случае повторной выдачи проездных документов пассажиру при утрате им основных. Организован доступ пользователей сети Интернет в реальном масштабе времени к справочной информации на Web-портале ОАО «РЖД». Следующим шагом будет возможность приобретения билетов через Интернет. Все перспективные технические решения уже проработаны.