Раздел 4. Автоматизированные информационные системы

4.1. Автоматизированные информационно-управляющие и интегрированные системы

4.1.1. Сетевая интегрированная Российская информационно-управляющая система (сириус)

Назначение системы

Широкое внедрение систем АСОУП, ДИСПАРК, ГИД «Урал-ВНИИЖТ», АСУ линейного района (ЛР) позволяет решать различные задачи управления перевозочным процессом. Однако они охватывают лишь отдельные его этапы и дают разрозненную информацию о ходе перевозок. Практически во всех АСУ отсутствует моделирование процесса перевозок и анализ в реальном времени использования вагонов как национального парка, так и стран СНГ и Балтии, а также вагонов собственников и компаний операторов, роль которых как перевозчиков в современных условиях хозяйствования неуклонно возрастает [52].

Отсутствие комплексного подхода к разработкам и последующей их реализации, низкая эффективность проектов в области управления перевозочным процессом ведут к отставанию темпов информатизации перевозок и не создают необходимых основ для перехода к корпоративной системе управления перевозочным процессом, созданию необходимой среды электронного взаимодействия. В этих условиях решающее значение приобретает создание сетевой интегрированной системы управления перевозочным процессом, которая бы обладала развитой аналитической частью, работала в режиме реального времени и была направлена на использование единой нормативной базы данных на всех уровнях управления.

С учетом опыта ранее выполненных разработок и на основе анализа современных требований, направленных на качественное улучшение технологии перевозочного процесса, в 2002 г. группой специалистов Горьковской железной дороги осуществлена разработка проекта Сетевой Интегрированной Российской Информационно-Управляющей Системы (СИРИУС).

Основное целевое назначение системы СИРИУС – обеспечение ОАО «РЖД» новыми высокоэффективными технологиями использования подвижного состава (вагонов и локомотивов), оптимизация эксплуатационной деятельности железных дорог. При этом главным критерием управления становится рентабельность при сокращении транспортной составляющей в структуре валового национального продукта [51, 53].

Система была представлена в ноябре 2002 г. на Ассамблее начальников железных дорог, в январе 2003 г. на секции «Совершенствование перевозочного процесса» Научно-технического совета (НТС) МПС и расширенном заседании Президиума НТС, а затем на расширенном заседании Коллегии МПС России, состоявшемся 31 января – 1 февраля, и сетевом совещании главных инженеров, заместителей начальников служб перевозок по АСУ и начальников вычислительных центров дорог России, проведенном в апреле 2003 г. На состоявшихся презентациях основные принципы построения системы были одобрены, принято решение о ее разработке и внедрении в 2003-2004 гг. на сети дорог России.

Особенности реализации системы

В системе СИРИУС заложены прогрессивные подходы к управлению вагонными парками, погрузочными ресурсами и грузопотоками (рис. 4.1). Система предназначена для реализации на современной программно-технической платформе с одновременной адаптацией интерфейсов к действующим АСУ, и рассматривается как трехуровневая корпоративная система, призванная обеспечить:

• п

  Рис. 4.1

  оэтапный переход от информационных систем к информационно-аналитическим, а затем и к информационно-управляющим системам;

• переход на новую организационную структуру ОАО «РЖД» с таким расчетом, чтобы персонал руководителей производства всех уровней в сочетании с информационными технологиями представлял собой новый механизм автоматизированного управления с точной технологией описания процесса принятия решений. Таким образом, реализуется сквозная идеология построения системы по вертикали: уровень сети, дорог, отделений, дирекций по организации местной работы, диспетчерских участков, станций, подъездных путей;

• объединение информационных систем и технологий одним общим критерием функционирования – общей целью, которую требуется достичь. Таким общим критерием в условиях рыночной экономики является прибыль, то есть достижение максимального уровня погрузки при минимальных затратах на ее обеспечение;

• корпоративность и интегральность. Первое означает, что система создается по одним правилам для однородных объектов (станции, отделения, железные дороги, руководство ОАО «РЖД»), распределенных как по вертикали, так и по горизонтали управления. Второе свойство означает «объединение», т.е. создание единой информационной базы, единых источников сбора и обработки данных, единых средств технического и программного обеспечения;

• внедрение простого и понятного пользовательского интерфейса, то есть такой технологии общения человека с ЭВМ, которая бы обходилась без многословных инструкций и была доступна для персонала. Пользовательский интерфейс должен представлять собой технологический процесс принятия решений по всем разделам управления вагонным парком, локомотивным парком, поездной работой, погрузкой, выгрузкой и другими процессами;

• минимизацию времени отклика системы, которая должна отвечать на запросы пользователя в зависимости от уровня управления и реализуемой функции. Вверху – медленнее, но с широкими возможностями факторного анализа, внизу – быстро, поскольку речь может идти об исполнительных процессах. Однако, на всех уровнях управления, независимо от того, оперативная это часть или аналитическая, предусматривается выдача информации не более чем через 3-5 с;

• переход и реализацию методов упреждающего управления перевозками, которые базируются на прогнозных моделях, предсказывающих развитие производственных ситуаций на интервале от 4 часов до нескольких суток.

К числу новых понятий, используемых в системе СИРИУС, следует отнести понятие «ресурс объекта управления». Подразумевается, что объекты управления системы (станция, подъездной путь, диспетчерский участок, отделение, дорога) в зависимости от ситуации имеют некоторый установленный ресурс, т.е. нормированную загрузку, вместимость и т.д. Снижение ресурса приводит к уменьшению маневренности на объекте управления, например, к не обеспечению подач, замедлению продвижения или «бросанию» поезда и т.п. Для управления ресурсом объекта управления определяются контрольные, допустимые точки отклонений от заданных нормативов, при достижении которых необходимо упреждающее принятие мер не только на данном объекте управления, но и на всех взаимосвязанных с ним объектах.

Среди новшеств можно отметить также расширение рамок пользовательского интерфейса системы от полигона отделения дороги до полигона дороги и сети дорог. В разработанном универсальном меню пользователя отражены все парки: рабочий, МПС России, СНГ, находящийся в аренде, собственный, операторских компаний, нерабочий и т.д., а также грузы, их отправители, получатели, локомотивы, бригады и т.п. Здесь же показаны все операции с этими объектами управления.

Впервые на железных дорогах реализуется многофакторный анализ оборота вагонов не только рабочего парка, но и их общего наличия. Аналитическая часть системы предоставляет возможность анализа использования вагонов грузового парка любых администраций и компаний операторов, собственников и арендаторов вагонов по любым параметрам, вплоть до расчлененного простоя вагонов. Комбинаторный метод выбора параметров работы позволяет в реальном времени получить динамическую модель перевозочного процесса, отслеживать, анализировать и принимать управляющие решения как по всем объектам в целом, так и по каждому из них в отдельности.

Особенностью системы является возможность экономических оценок хода перевозочного процесса, использования вагонов национального парка, стран СНГ и Балтии как на дорогах России, так и других государств. Все показатели эксплуатационной работы сети железных дорог определяются в денежном выражении.

Одной из главных авторских разработок является реализация метода ситуационного моделирования взаимосвязанных между собой объектов управления. Метод может быть применен для любых объектов и одновременно учитывает особенности складывающейся ситуации, а именно:

• наличие на объектах управления (сеть, дорога, отделение, линейный уровень) погрузочных ресурсов, грузов, заявок, отправок, вагонов, поездов, локомотивов, бригад и т.д.;

• положение на местах погрузки (зарождение вагоно-, грузо- и поездопотоков);

• темпы продвижения транспортных потоков, подвода порожних вагонов к местам погрузки (обеспечение) и груженых к местам выгрузки или перевалки, темпы выгрузки.

При установившемся ритме работы перечисленные составляющие сбалансированы. Однако при нарушении баланса по заданным критериям отклонений в ситуационной модели определяется конкретный момент для принятия необходимых управляющих решений.

С помощью метода ситуационного моделирования взаимно связанных между собой объектов организуются управление погрузочными ресурсами и прогнозная часть системы. Например, для транспортных коридоров, морских портов, регионов массовой погрузки угля, руды и других объектов решаются следующие задачи:

• расчет наличия порожних вагонов с учетом регулировочного разрыва для обеспечения погрузки угля (проверка и ситуационное моделирование обеспечения Кузбаса порожними полувагонами);

• моделирование организации погрузки и подвода грузов (построена ситуационная модель работы Новороссийского морского порта);

• моделирование работы транспортного коридора. (На примере контейнерных поездов, осуществляющих движение по Транссибирской магистрали, смоделировано наличие и продвижение грузов в западном и восточном направлениях с прогнозами их следования, расчетом маршрутной скорости и прогнозом их продвижения и прибытия на межгосударственные стыки или в порты.) Аналогично предусматриваются прогнозирование и организация пропуска массовых грузов на любых выделенных транспортных коридорах, для любых грузов, организо­ванных маршрутов, в том числе и кольцевых.

Информационное обеспечение системы

И

Рис. 4.2

нформационную составляющую системы СИРИУС можно представить в виде следующей совокупности информационных массивов (рис. 4.2):

• информация о вагонных парках (рабочем парке, вагонах России, МПС, СНГ, арендованных, компаний-операторов, парках сети, дорог, отделений, станций). Комбинаторный метод выбора параметров позволяет получить любую информацию о парках на любом уровне управления;

• информация о погрузке: общей по сети, по дорогам назначения, по отделениям, в странах СНГ и Балтии и наоборот (аналогично по всем видам вагонных парков и участникам перевозочного процесса), по родам груза и подвижного состава. Предусмотрена возможность выбора информации о любой номенклатуре грузов, наличии груза на сети, дороге, отделении, станции, полигоне слежения, прогноза продвижения;

• информация о выгрузке, аналогично по всем параметрам. Управление погрузочными ресурсами и прогнозную часть системы обеспечивает ситуационное моделирование объектов управления, в том числе для транспортных коридоров, морских портов, регионов массовой погрузки угля, руды, и т.д.:

• расчетная информация о наличии порожних вагонов с учетом регулировочного разрыва для обеспечения. Особенно это важно при управлении грузопотоками массовых грузов;

• информация, получаемая по итогам моделирования организации погрузки и подвода грузов;

• прогнозная информация для организации пропуска массовых грузов на любых выделенных транспортных коридорах, для любых грузов, организованных маршрутов, в том числе и кольцевых.

Структурные особенности системы

Контур управления перевозочным процессом, в котором функционирует система СИРИУС, имеет достаточно сложную структуру.

Целевой функцией системы является выполнение месячных технических норм эксплуатационной работы, которые формируются отдельной подсистемой технического нормирования на основании заявок клиентуры, месячного плана перевозок и накопленных статистических данных.

Достижение цели выполнения технических норм достигается с помощью 4-х взаимосвязанных (вложенных) контуров управления:

• контура мониторинга процесса перевозок, куда входят функции «учет» и «контроль»;

• контура организации перевозок, куда входит контур мониторинга с добавлением функции «нормативы»;

• контура регулирования процесса перевозок, куда входят контур организации перевозок и функция «анализ»;

• контура планирования перевозок (как самый высокий контур управления), в котором задействованы все перечисленные функции и дополнительно включается функция «прогнозирование».

Критерием функционирования во всех случаях является минимизация отклонений «факта» от технических норм. Лицо, принимающее решение, формирует управляющее воздействие на перевозочный процесс – система организует «обратные связи» к управляющим контурам. Такая схема реализуется одинаково, как по уровням, так и по отдельным разделам управления. Она является ключевым алгоритмом и стандартным подходом при реализации выделенных функций управления.

Функциональные особенности системы

К числу особенностей функционирования системы СИРИУС относятся:

• сквозная технология реализации функций системы по вертикали: ОАО «РЖД», железная дорога, отделение дороги, линейные предприятия;

• возможность выдачи любых выходных форм, циркулирующих в системе, на монитор ПЭВМ и другие средства отображения, в т.ч. на табло коллективного пользования;

• наличие оперативной базы данных и накопительной части по годам, месяцам, декадам, суткам с реализацией функций интеграции и сравнения (оперативные данные по всему функциональному составу охватывают промежуток времени за истекший месяц полностью и текущий месяц до календарной даты);

• унификация состава оперативной базы данных по операциям с вагонами, грузами, отправками, контейнерами, поездами, локомотивами, локомотивными бригадами, а так же заявкам, планам, техническим нормам;

• наличие в составе системы оперативной поездной модели «ГИД-Урал ВНИИЖТ», а также прогнозных моделей для реализации планирующих свойств СИРИУС;

• наличие в составе системы централизованной нормативной базы данных системы по всем показателям эксплуатационной работы сети, дорог, отделений дорог, станций;

• использование в качестве основы нормативов наличия вагонов на сети, дорогах, отделениях дорог, станциях, подъездных путях;

• формирование данных о наличии парков: на сети, дорогах, отделениях дорог, станциях, подъездных путях, путях общего пользования, диспетчерских участках (в т.ч. в движении с разделением на груженые, порожние и всего);

• разложение парков: общее наличие, рабочий парк, за балансом, парк собственных и арендованных, парк компаний-операторов, парк СНГ и Балтии, России, нерабочий парк (в т.ч. запас, резерв, неисправные (по причинам неисправностей), остальные (спецтехнадобности, жилье и т.д.));

• учет по роду подвижного состава с выделением для полувагонов – глуходонных, для цистерн: темный налив, вязкие грузы, нефтебензиновые светлого налива, химические, пищевые, остальные сочетания;

• расчет образования погрузочных ресурсов в реальном времени по всем родам подвижного состава с учетом регулировочного разрыва и использования вагонов под сдвоенные операции на сети, дороге, отделении;

• реализация функций перехода от планирования количественных и качественных показателей на сутки/смену к постоянному оперативному мониторингу пересчета плана на любой заданный промежуток времени.

Взаимодействие с другими системами

В

Рис. 4.3

ходе функционирования система СИРИУС осуществляет активное взаимодействие с автоматизированным комплексом систем ФТО (АКС ФТО) (рис. 4.3), посредством которых реализуются функции заключения договоров на перевозку с клиентами, начисления платежей и оплаты перевозок (включая сопутствующие услуги).

Взаимодействие СИРИУС и АКС ФТО осуществляется через АРМ ТВК, АРМ ТехПД, ЕК ИОДВ, АРМ СПВ, АРМ экспедитора, АРМ агента по оформлению документов (ОПД), АРМ клиентов, а также с использованием баз данных: заявок на перевозки от грузоотправителей, условий охраны грузов, карточек контроля расчетов с плательщиками, разрешений перевозок грузов при дебиторской задолженности грузоотправителя и др.

Область функционального взаимодействия системы СИРИУС с системой ЭТРАН касается задач взаимодействия с экспедиторами, представителями в портах и пунктах сдачи. К их числу относятся:

• заключение и ведение договоров на финансовые расчёты и организацию перевозок, включая формирование необходимых логистических цепочек;

• ведение базы данных конвенционных запретов;

• формирование и ведение базы данных всех видов тарифов на перевозки и дополнительные услуги;

• сбор и согласование заявок на перевозки грузов от клиентов по цепочке: грузоотправитель – оператор-плательщик (экспедитор) – пункт сдачи (получатель, порт, инодорога) с учетом платежеспособности, ограничений и обязательств железной дороги;

• контроль ритмичного отправления грузов в пункты назначения по договорным условиям и заявкам;

• составление плана перевозок и исходных данных для технического нормирования и расчета плана формирования, обеспечения заявок погрузочными ресурсами на предстоящие сутки;

• согласование сменно-суточного плана коммерческим диспетчером СФТО о предстоящей подаче вагонов под погрузку (с привязкой к заявке на перевозку грузов) в соответствии с нормативными и договорными сроками, направленного на минимизацию штрафных санкций и обеспечение доходности перевозок;

• регистрация отказов клиента от использования вагонов и передача их в СИРИУС;

• автоматизированное формирование разделов учетной карточки, связанных с соблюдением сроков подачи вагонов под погрузку;

• формирование сумм за использование вагонов для внесения в лицевой счет клиента в ЕК АСУФР;

• использование согласованных заявок (включая корректировки и отказы) на перевозку грузов для сменно-суточного плана и отбора порожних вагонов для подачи под погрузку;

• использование электронной накладной для свертки натурного листа поезда.

Еще одним устойчивым каналом функционального взаимодействия системы является канал СИРИУС – ЕК АСУФР. В рамках этого взаимодействия осуществляется: открытие и ведение лицевого счета клиента; учет результатов по провозным платежам и начисленным сборам за услуги; формирование текущего сальдо клиента при приеме груза к перевозке; формирование финансовых документов клиента; фиксирование информации о начисленных провозных платежах и дополнительных сборах (услугах), о начисленных платежах за использование вагонов, о начисленных штрафных санкциях по учетным карточкам, о текущем сальдо по лицевому счету клиента.

В процессе работы система СИРИУС реализует часть функций системы ДИСПАРК, касающихся управления вагонными парками. С этой целью в рамках СИРИУС создаются две подсистемы: подсистема управления национальным парком и подсистема управления парком других государств на РЖД.

Подсистема управления национальным парком призвана реализовать функции:

• анализа распределения и дислокации груженых, порожних вагонов и вагонов нерабочего парка на дорогах России, в странах СНГ по времени нахождения на территории государства и на дороге, а также по типам подвижного состава;

• распределения вагонов России в другие государства по типам подвижного состава;

• анализа объемов погрузки по дорогам назначения с учетом собственника;

• анализа нарушений попутной погрузки дорогами России по типам подвижного состава;

• анализа объемов выгрузки по дорогам России;

• учета наличия брошенных поездов с разложением по станциям назначения и подведением итоговых данных о количестве поездов с разложением по дороге, НОД, станции дислокации, станции назначения и указанием рода груза в поезде;

• учета наличия вагонов СНГ и Балтии в брошенных поездах, в том числе арендованных;

• учета наличия поездов (номер, индекс) с опасными грузами, проследовавших за истекшие сутки через заданную станцию.

Посредством ДИСПАРК система получает общую информацию о дислокации вагонов на дорогах и станциях дороги, простоях вагонов без движения, а также о количестве и пономерном наличии вагонов, длительное время не участвующих в грузовых операциях на сети, дороге, отделении или станции, по роду подвижного состава.

Кроме того, пользователь системы имеет возможность запрашивать информацию по номеру вагона и его паспорту, получать на этой основе информацию о станции назначения вагона, станции его отправления, перечень станций совершения операций с вагоном.

Подсистема управления парком других государств обеспечивает полное информационное обеспечение работы с «чужими» вагонами на территории России подобно подсистеме управления национальным парком по всем ранее перечисленным пунктам, а также осуществляет оценку экономической эффективности и формирования вариантов использования порожних вагонов СНГ и Балтии на Российских железных дорогах по экономическому критерию.