Информацийни системи и технологии / кл СИТ 2015
.pdfКонспект лекцій з дисципліни |
|
Інформаційні системи і технології |
|
Зміст |
|
Лекція 1. Застосування інформаційних систем та технологій в управлінні |
|
перевізним процесом (на прикладі залізничного транспорту). .......................... |
2 |
Питання для самопідготовки................................................................................ |
16 |
Лекція 2. Сутність основних принципів формування інформаційних систем. |
|
Концепція інформатизації залізничного транспорту ........................................ |
17 |
Питання для самопідготовки................................................................................ |
24 |
Лекція 3. Забезпечуюча і функціональна частини інформаційної системи |
|
транспорті 25 |
|
Питання для самопідготовки................................................................................ |
29 |
Лекція 4. Кодування інформації в інформаційних системах залізничного |
|
транспорту.............................................................................................................. |
30 |
Питання для самопідготовки................................................................................ |
39 |
Лекція 5. Основи побудови АКС ВП УЗЄ, АСК ПП УЗ та їх підсистем...... |
40 |
Питання для самопідготовки................................................................................ |
51 |
Лекція 6. Електронний документообіг залізничного транспорту. Сучасний |
|
стан і перспективи його розвитку........................................................................ |
52 |
Питання для самопідготовки................................................................................ |
63 |
Лекція 7. Сутність геоінформаційних систем Застосування GPS-навігації на |
|
транспорті (залізничний транспорт).................................................................... |
64 |
Питання для самопідготовки................................................................................ |
67 |
Лекція 8. Принципи побудови автоматизації технолого-економічного |
|
управління полігоном залізничних перевезень. Закордонний досвід |
|
формування і експлуатації інформаційних систем залізничного транспорту 69 |
|
Питання для самопідготовки................................................................................ |
94 |
Лекція 9. Інформаційні системи взаємодії видів транспорту. Система |
|
EDIFACT. Сучасні проблеми та перспективи розвитку систем підтримки |
|
прийняття рішень залізничного транспорту. ..................................................... |
95 |
Питання для самопідготовки.............................................................................. |
113 |
Список використаних джерел ............................................................................ |
114 |
Додатки................................................................................................................. |
117 |
Система диспетчерського управління перевізним процесом «Каскад» ........ |
117 |
Лекція 1. Застосування інформаційних систем та технологій в управлінні перевізним процесом (на прикладі залізничного транспорту).
Кажучи про впровадження засобів електроніки та обчислювальної техніки в процеси управління технологічним і організаційними системами, у наш час часто використовують термін "інформатизація". Це поняття визначене як "організаційний, соціально-економічний і науково-технічний процес створення оптимальних умов для задоволення інформаційних потреб і реалізації прав громадян, органів державної влади, органів місцевого самоврядування, організацій, суспільних об'єднань на основі формування й використання інформаційних ресурсів". В останньому визначенні важливо відзначити те, що інформатизація - це процес, а не просто перелік заходів.
Інформатизація містить у собі створення інформаційного середовища, інфраструктури, що підтримує інформаційні процеси, і інформаційних технологій, що визначають способи реалізації цих процесів.
Інформаційне середовище інформатизації складає сукупність систематизованих і організованих спеціальним образом даних і знань.
Інфраструктура інформатизації - це сукупність технічних і програмних засобів, що забезпечує одержання, зберігання, передачу, обробку і представлення інформації.
Інформаційна технологія - це система прийомів, способів і методів збору, зберігання, обробки, передачі, представлення й використання інформації.
Інформаційна система - це сукупність технічних (апаратних) і програмних засобів, а також працюючих з ними користувачів (персоналу), що забезпечує введення, передачу, зберігання, обробку й представлення інформації.
Класифікацію інформаційних систем можна здійснювати по ряду ознак: призначенню, структурі апаратних засобів, режиму використання, підтримуваному виду діяльності і т.п. (рис.1.1).
У відповідності до рисунку 1.1:
Системи передачі даних (СПД) - це сукупність апаратних і програмних засобів, що забезпечують введення, перетворення, передачу й накопичення даних, а також між окремими користувачами систем обробки даних, із застосуванням каналів зв'язку.
Система збору даних - сукупність апаратних і програмних засобів, що забезпечують введення, перетворення, передачу й накопичення даних від різних джерел з метою їх подальшого використання.
Система обробки даних (СОД)- клас інформаційних систем, основним призначенням яких є обробка масивів даних, здійснювана з різними цілями й у різних режимах. У групу систем обробки даних входять наступні типи інформаційних систем: оперативної транзакційної обробки (OLTP-системи), інформаційно-аналітичні (ІАС), інформаційно-довідкові (ІДС), інформацій- но-довідкові (ІДС).
за призначенням (основній технологічній операцією)
Системи
передачі
даних (СПД)
Системи обробки даних (СОД)
Системи
збору
даних
Інформаційно
аналітичні
системи
Системи оперативної транзакційної обробки
Інформаційно пошукові си-
стеми
Інформаційно довідкова си-
стема
|
Інформаційні системи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
за режимом |
|
за режимом |
|
Реального |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
часу |
|||
|
|
|
|
|
|
користування |
|
обробки да- |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
них |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
за підтримуваним |
|
за структурою |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
видом діяльності |
|
апаратних за- |
|
|
|
|
|
|
Off-line |
|||
|
|
|
|
собів |
|
|
|
|
|
|
режим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Автоматизовані системи управління (информаційноуправляючі системи)
Системи автоматизованого проектування
Автоматизовані системи науковотехнічної інформації
Системи резервування та продажу квитків
Система підтримки прийняття рішень
Автоматизовані навчальні системи
Автоматизовані системи наукових досліджень
Однопроцесорні
Зосереджені
за режимом об- 
Пакетний слуговування
користувачів
Запитвідповідь
Розділення
часу
за режимом взаемодиї з 
Діалоговий
користувачами
|
|
|
|
Інтерактивний |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Багатопроцесорні |
|
|
Багатомашинні |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мережа ЕОМ |
|
З віддаленим |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
доступом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1.1. Класифікація інформаційних систем
Системи оперативної транзакціоннї обробки даних (OLTP-системи,
On-line Transaction Processing Systems) - призначені для оперативної обробки
(тобто в режимі on-line, режимі реального часу) запитів що надходять, причому види запитів визначені (тобто встановлені при створенні системи). Відзначимо, що транзакція - це послідовність операцій, розглянута як єдине ціле, що ініційоване одним повідомленням. Таким чином, у системах транзакційної обробки ми маємо справу з фіксованим набором повідомлень (запитів, завдань), кожному з яких відповідає певна послідовність операцій. По відношенню до залізничного транспорту таку систему можливо використовувати при операціях оплати послуг залізниць через систему банкоматів, Інтернет і т. ін.
Інформаційно-аналітичні системи - системи, призначені для обробки даних, накопичених за певний період часу по запитах довільного виду.
Інформаційно-пошукові системи - основне їхнє призначення - пошук інформації, що міститься в різних базах даних, різних обчислювальних системах, які рознесені, як правило, на значні відстані. Прикладом таких систем є, зокрема, пошукові системи у мережі INTERNET, автоматизовані системи пошуку науково-технічної інформації (АСНТІ) та ін. Інформаційно-пошукові системи діляться на документальні (призначення - пошук документів) і фактографічні (призначення - пошук фактів).
Інформаційно-довідкові системи - це автоматизовані системи, що пра-
цюють в інтерактивному режимі і які забезпечують користувачів довідковою інформацією. До них, зокрема, належать системи інформаційного обслуговування пасажирів на залізничних вокзалах.
Автоматизовані системи керування по виду об'єкта поділяють на наступні типи:
-комплексні багаторівневі системи (наприклад, АСК залізниці, АСК колійним господарством і т.п.);
-системи керування підприємством (наприклад, АСКП - депо, АСКП вагоноремонтним заводом і т.п.);
-інформаційно-керуючі системи організаційно-виробничими процесами (АСУ сортувальної станції та ін.);
-автоматизовані системи керування технологічними процесами (АСКТП).
Режими використання інформаційних систем включає режими обробки даних (обробка в режимі off-line; обробка в режимі реального часу - on-line), режими обслуговування користувачів (пакетний, режим запит-відповідь, режим розділу часу), режими взаємодії з користувачами (діалоговий, інтерактивний).
Режим реального часу - це режим обробки інформації, при якому забезпечується взаємодія системи обробки даних із зовнішніми стосовно неї процесами у темпі, порівнянному зі швидкістю протікання цих процесів.
У випадку використання режиму off-line часовий регламент обробки даних незалежний від яких-небудь зовнішніх процесів.
Пакетна обробка завдань користувачів - це виконання сукупності (па-
кета) накопичених заздалегідь завдань, при якій користувач не може впливати на обробку, поки вона триває.
Режим "запит-відповідь" припускає, що система обслуговує завдання (запит) кожного користувача без переривань.
У режимі розподілу часу обчислювальні ресурси надаються різним задачам (різним користувачам) послідовно квантам. Після закінчення кванта часу задача повертається у чергу очікування обслуговування.
По характеру взаємодії з користувачами виділяють системи, що працюють у діалоговому та інтерактивному режимах.
Діалоговий режим - режим взаємодії людини із системою обробки інформації, при якому людина і система обмінюються інформацією у темпі, порівнянному зі швидкістю обробки інформації людиною.
Інтерактивний режим - режим взаємодії людини й процесу обробки інформації, реалізованого інформаційною системою, що виражається в різного роду впливах на цей процес, передбачених механізмом управління конкретної системи й визивних відповідну реакцію процесу.
Коротка історія автоматизації технологічних процесів залізничного транспорту України
Застосування електронно-обчислювальних машин при управлінні технологічними процесами на залізничному транспорті припадає приблизно на 1957 рік. Початок офіційних розробок щодо автоматизації технологічних процесів залізничного транспорту припадає на 1973 рік.
Автоматизована система управління або інформаційна система взагалі, і у тому числі на залізничному транспорті – це людиномашинна система, призначена для ефективного використання наявного технічного оснащення об'єктів виробництва і поліпшення економічних характеристик управління цими об‘єктами. На рисунку 1.1 зображено загальну схему інформаційних систем:
Вхідні дані |
|
Обробка |
|
Результат |
|
|
|
|
|
Рис. 1.1. Загальна схема інформаційної системи
Аналізуючи історію автоматизації технологічних процесів на залізничному транспорті, слід зазначити, що цей процес був нерівномірний в силу об‘єктивних чинників (розташування основних нау-
5
ково-дослідних інститутів, вибіркове рішення щодо експериментальних полігонів залізниць та ін.). Досить наглядно можна прослідкувати цю історію на прикладі автоматизації технологічних процесів на Південній залізниці [1].
1968 рік. На Південній залізниці створено невелику лабораторію обчислювальної техніки при Основ’янскій дистанції сигналізації та зв’язку, але тому що своєї машини залізниця поки не має, то елек- тронно-цифрова обчислювальна машина «Урал-4» орендується на обчислювальному центрі турбінного заводу. Щодекадно, щомісяця, щокварталу та щорічно проводяться оперативні аналізи продуктивності та обороту вагона, використання локомотивів. «Електронний мозок» найбільше допоміг раціонально розподілити перевезення деяких вантажів, витративши на це найменшу кількість тоннокілометрів роботи. Проведена велика робота з тягових розрахунків для вантажного руху, яка дозволила в багато разів скоротити час і підвищити точність. Розрахунки на машині «Урал-4» займали 20 годин, а вручну на аналогічну операцію раніше витрачалося 3-4 місяця інтенсивної праці інженерів. За допомогою машини були зроблені розрахунки внутридорожного плану формування одногрупних поїздів за літнім графіком 1968 року для всіх напрямків. На це знадобилося 10 хвилин машинного часу. Вручну було б потрібно 5-6 днів. З метою ефективного використання локомотивного парку лабораторією розроблено спеціальну програму для машини, яка допоможе щодекадно та щомісяця аналізувати результати роботи відділень по використанню локомотивів і оперативно вживати заходів для усунення недоліків.
1972 рік. На Південній залізниці створений Обчислювальний центр. Уведено в експлуатацію дві ЕОМ другого покоління «Мінськ32». ЕОМ сприяє збільшенню пропускної спроможності залізничної магістралі, бере на себе складання різних форм обліку та звітності з вантажної роботи, простою вагонів на під'їзних коліях, аналізу обороту вантажних вагонів.
1973 рік. Розроблений комплекс програм і розпочаті розрахунки інформаційно-планувальної системи із прогнозуванням відправлення поїздів для семи сортувальних станцій. Спеціалісти обчислювального центру та підприємства «Желдорпроект» Південної залізниці першими серед залізничних проектно-дослідницьких інститутів автоматизували складання та обробку кошторисної документації.
6
1974 рік. Автоматизовані розрахунки по складанню місячного плану перевезень вантажів для відділень і залізниці. Завдяки впровадженню цього завдання прискорилось надходження дохідних коштів на рахунок залізниці.
1975 рік. В процесі розробки першої черги АСУ Південної залізниці був змонтований і введений комплекс технічних засобів для збору, підготовки, передачі та обробки інформації, що складався із двох ЕОМ «Мінськ-32» з мінімально необхідною мережею передачі даних і інших технічних засобів. Розроблено математичне забезпечення та здійснена технологічна підготовка підрозділів і служб, що дозволяють вирішувати 36 завдань за 12 функціональними підсистемами по господарствах дороги. Обчислювальний центр приймає інформацію з 40 пунктів в обсязі 1,5 мільйони знаків у добу, обробляє та видає результати більш ніж 100 споживачам в обсязі 2-х мільйонів знаків у добу.
1976 рік. Придбана, змонтована та здана в експлуатацію перша ЕОМ третього покоління ЄС 1022.
1977 рік. Розроблений проект типового комплексу програм для мережі залізниць з розрахунку внутрішньодорожного плану формування поїздів. Створено 64 інформаційних пункти залізниць з установкою 184 кінцевих обладнань.
1978 рік. Розпочато реалізацію проекту «Розвиток інформаційних зв'язків Харківського вузла» кошторисною вартістю 2,6 млн карбованців.
1979 рік. Впроваджено автоматизований технологічний процес сортувальної станції Куп’янськ-Сортувальний на базі ЕОМ ЄС-1010 виробництва ВНР.
1980 рік. Здана в експлуатацію друга ЕОМ третього покоління ЄС-1022.
1981 рік. Створена діалого-інформаційна система контролю оперативної роботи залізниці та МШС (ДІСКОР). Автоматизований технологічний процес роботи сортувальної станції Основа на базі ЕОМ ЄС-1010.
1982 рік. Впроваджена станційна звітність у системі АСУ СС станції Основа. Отримані та встановлені перші електронні телеграфні апарати Р-1100.
1983 рік. Оснащені мікро-ЕОМ СМ-1800 станції: Гребінка, Кременчук, Лозова, Харків-Червонозаводський, Валуйки, Готня. Ав-
7
томатизована підготовка натурного листа за допомогою мікро-ЕОМ СМ-1800 на стикових станціях залізниці.
1984 рік. Розпочато будівництво споруджень і приміщень на ст. Харків-Пасажирський для машинних залів АСУ Експрес і АСОУП. Впроваджена система обробки дорожніх відомостей по прибуттю вантажів.
1985 рік. Автоматизований технологічний процес роботи контейнерних пунктів станції Харків-Балашовський з використанням обчислювального комплексу ЕОМ СМ-4. Створена технічна база систем: управління продажем і бронюванням місць на поїзди далекого прямування («Експрес-2») і АСОУП у переобладнаних приміщеннях станції Харків-Пасажирський, у складі 2-х двомашинних комплексів ЄС 1045. За завданням МШС розроблена типова АСУ КП на базі ЕОМ СМ-1800 і введена в експлуатацію на ст. ХарківЧервонозаводська.
1986 рік. Виробничий процес на станції Харків-Сортувальний зазнав значних змін. У липні був зданий у дослідну, а в грудні — у промислову експлуатацію комплекс, що автоматизує виконання деяких виробничих функцій — АСУСС. Уведена автоматизована система управління продажем і бронювання місць на поїзди далекого прямування («Експрес-2»). Уведено 20 кас попереднього продажу через АСУ «Експрес-2» у м. Харків. Дорожня машинолічильна станція входить до складу Інформаційно-обчислювального центру. Розпочато будівництво нового будинку ІОЦ — АКОД, кошторисною вартістю 3 млн. карбованців.
1987 рік. Уведена в дослідну експлуатацію система АСОУП. Машинолічильна станція Бєлгород входить до складу Ін- формаційно-обчислювального центру. Організовані міжмашинні канали зв'язку по обміну поїзною інформацією з 6-ма сусідніми залізницями та ГОЦ МШС.
1988 рік. Автоматизований облік переходу поїздів і вагонів по всім міждорожнім і міжвідділковим стиковим пунктам.
1989 рік. Впроваджена КС АРМ на базі ПЕОМ «Роботрон1715» на станції Лозова. ТехПД і ГУО уводяться до складу Інформа- ційно-обчислювального центру. Підключені до системи АСОУП 36 диспетчерських ділянок. Автоматизований технологічний процес сортувальної станції Полтава-Південна на базі ЕОМ СМ - 2М.
8
1990 рік. Впроваджений КСАРМ на ст. Гребінка. Впроваджений оперативний контроль над проходженням пасажирських поїздів на головному ходу Курськ — Лозова.
1991 рік. Впроваджені АРМ керівників залізниці та служб, дорожніх диспетчерів (ДГП). Впроваджені АРМ нарядника і таксувальника резерву провідників, АРМ статиста, інженера-технолога, чергового по депо, бухгалтера депо Жовтень. Впроваджений КСАРМ на ст. Гребінка, АРМ технічної контори ст. Кременчук, Золотнішино, Кагамликська.
1992 рік. Уведені АРМ поїзних диспетчерів Сумського відділення в системі ЄАДЦУ. Впроваджені АРМ диспетчерів служби колії, фахівців актово-претензійного відділу служби перевезень, фахівців фінансової служби, служби статистики та економічного аналізу. Здана в дослідну експлуатацію АСУ ст. Основа на базі УВК ПС-1001 (модернізація системи).
1993 рік. Уведений в експлуатацію 1-й етап ЄАДЦУ - Сумській регіон.
1994 рік. Розроблена та впроваджена АСУ "Прикордонна система України” на всіх передавальних станціях України.
1995 рік. Завершені роботи зі створення ЄАДЦУ на всіх полігонах дороги.
1996 рік. Розроблена нова інформаційно-комп'ютерна технологія з автоматизації обробки пакета перевізних документів на станції Кагамликська.
1997 рік. Розроблена та впроваджена КСЕОД – система “Доро- га-Клієнт”.
1998 рік. Розроблена та впроваджена КСЕОД ВП на ст. Золотнішино, ст. Шебелінка.
1999 рік. Модернізація технічних засобів системи "Експрес-2"
– заміна ЄС-1045 на "COMPAREX". Розроблена та впроваджена КСЕОД СС на базі ПЕОМ на станціях: Основа, Куп’янськ-Сорт, Ха- рків-Сорт, Полтава-Південна. Розроблений і впроваджений АРМ агента СКТО, АРМ товарного касира на 7 станціях залізної дороги.
2000 рік. Перейменування обчислювального центру в Інфор- маційно-статистичний центр із 01.11.2000, у зв'язку із приєднанням служби статистики. У КСЕОД ВП включено 29 вантажних станцій. Підключені ПЕОМ диспетчерів і керівників оперативного відділу служби перевезень до локальної мережі. Організована локальна мережа на ст. Харків-Пас системи "Експрес" (підключено 18 кас). На
9
розробленому фахівцями ІСЦ Web-Сайті Південної Залізниці, який працює з галузевою корпоративною мережею Укрзалізниці, впроваджено КСЕОД – "Дорога-Клієнт". Web-Сервер Південної Залізниці підключений до мережі Internet.
2001 рік. Затверджена 20.11.2000 і прийнята до виконання «Програма інформатизації й розвитку телекомунікацій Південної залізниці на 2000-2002 рр.». Модернізація КСЕОД "Сортувальна станція" на станціях: Лозова, Гребінка. Впровадження програмноапаратного комплексу АСУ СС ст. Полтава-Південна. Установлені каси попереднього продажу квитків ст. Харків-Пасажирський (пров. Слов'янський). Впроваджена мережа Internet/Intranet Укрзалізниці на Південній залізниці. Розроблена Програма розрахунків провізних платежів за вантажні залізничні перевезення з використанням мережі Intranet. Установлений на ІСЦ новий дизель-генератор нового покоління GS-500. Проведена заміна МПД типу ЄС-8410 на КІ на базі ПЕОМ. Впроваджена система технічного обслуговування та ремонту вантажних вагонів з фактично виконаного обсягу робіт як у внутрішньодержавному стані, так і в міждержавному. Організована локальна мережа для "Експрес-УЗ" на станціях: Суми, Полтава. Впроваджений програмно-апаратний комплекс електронної пошти Lotus Notes. Комісією УЗ 27.04.2001 прийнята в експлуатацію розробка фахівців ІСЦ Південної –система КСЕОД по вантажній роботі та взаєморозрахунків із клієнтами. Установлений АРМ товарного касира на 56 вирішальних вантажних станціях залізниці. На ІСЦ у якості дорожнього сервера системи КСЕОД ВП встановлений сервер фірми ICS. Відповідно наказу Генерального директора Укрзалізниці № 504- Ц від 18.09.2001 і наказу начальника Південної залізниці №233/Н від 05.10.2001 було створено 15.10.2001 сектор захисту інформації в інформаційних системах. На програму телеобробки МПР, розроблену фахівцями ІСЦ Південної, по залізницях України видано 48 ліцензій.
2002 рік. Впроваджена в експлуатацію система "Банк-Клієнт" у бухгалтеріях 105 структурних підрозділів дороги. На дорозі впроваджена система розподілу коштів по особових рахунках працівників для видачі заробітної плати через банкомат. Початі роботи із впровадження АСК ВП УЗ. Почате впровадження комплексу АСУ ЛОКБРИГ на дорозі. Система здана в експлуатацію в депо Основа, Люботин. АРМ ТВК, розробки ІСЦ Південної залізниці, установлені на 62 станціях дороги, а документи оформлюються для 66 станцій. Фахівцями ІСЦ Південної дороги розроблена та здана в промислову
10