Учреждение образования «Гомельский государственный колледж железнодорожного

транспорта Белорусской железной дороги»

Домашняя контрольная работа

по дисциплине

«Автоматизированная система управления железнодорожным транспортом»

Выполнил учащийся

группы Д-6

Жевняк Д. А.

Проверил преподаватель

Волкова А. Я.

2011 год.

Содержание работы

1) Общие понятия об АСУЖТ, ее цели------------------------------------------стр.3

2) Основное функциональные назначения выходной информации------стр.15

3) Задача №3--------------------------------------------------------------------------стр.18

4) Задача №35-------------------------------------------------------------------------стр.20

5) Задача № 68------------------------------------------------------------------------стр.22

3. Общие понятия об асужт, ее цели

Управление эксплуатационной деятельностью железнодорожного транспорта характеризуют значительная сложность протекающих процессов, большая взаимная зависимость между объектами управ­ления, постоянно возникающие в оперативной обстановке новые си­туации, которые требуют быстрой оценки, принятия решения и осу­ществления регулировочных мероприятий. Использование средств вычислительной техники для подобного сложного процесса управле­ния требует комплексного подхода.

Совокупность автоматизированных систем для различных уров­ней управления, функциональных подсистем, комплексов задач и других элементов АСУ, объединенных единой общей целью управле­ния железнодорожным транспортом и создаваемых в соответствии с общей генеральной схемой, принято называть комплексной автомати­зированной системой управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ).

Такую систему невозможно создать сразу как нечто целое и за­конченное. Создание и развитие отдельных элементов системы, ко­торые можно выполнить по этапам и очередям, должны быть подчи­нены единой цели. Под элементами комплексной системы следует понимать комплексы задач, автоматизированные системы для раз­личных уровней управления и подразделений железнодорожного транспорта, автоматизацию отдельных функций управления, созда­ние автоматизированных рабочих мест для работников массовых профессий и т. д.

Основная цель создания и развития АСУЖТ — совершенствова­ние управления железнодорожным транспортом и прежде всего ор­ганизацией перевозочного процесса, оптимизация планирования всех видов и оперативного руководства работой подразделений железно­дорожной сети, обеспечение наилучшего использования технических средств транспорта, высоких экономических показателей и высокой производительности труда.

Автоматизированная система призвана обеспечить вычислитель­ными услугами все уровни управления и подразделения железнодо­рожного транспорта. Следовательно, структура АСУЖТ должна со­ответствовать принятой структуре управления на железнодорожном транспорте. АСУЖТ имеет три уровня: верхний — уровень МПС, средний — уровень дороги, нижний — уровень линейных предприя­тий.

АСУЖТ как автоматизированная система управления состоит из двух частей — функциональной и обеспечивающей.

Функциональная часть

Состав функциональной части АСУЖТ определяется нуждами железнодорожного транспорта в использовании вычислительной тех­ники для

управления перевозочным процессом. При разработке основ создания АСУЖТ были предусмотрены функциональные подсистемы управления в соответствии со сложившимися органами управления: движением, грузовой работой, пассажирскими перевозками, локомо­тивным и вагонным хозяйством, эксплуатацией и ремонтом пути, сооружений и устройств, материально-техническим обеспечением, фи­нансами и т. д. Формирование подсистем было поставлено в зависи­мость прежде всего от структуры управления и рационально пост­роенных потоков информации.

Следует сказать, что состав функциональной части АСУЖТ складывался по мере развития возможностей вычислительной тех­ники, использование которой на железнодорожном транспорте было начато в 60-х годах. Первые работы в этом направлении были свя­заны с решением отдельных задач организации управления перевоз­ками и обработки статистических данных о выполненной работе. После создания вычислительных центров на отдельных дорогах расши­рился круг решаемых задач, изменился их характер. Появились за­дачи, непосредственно связанные с перевозочным процессом.

В Министерстве путей сообщения было создано сначала Управ­ление (1969 г.), а затем Главное управление вычислительной техни­ки (1974 г.). Наличие центрального органа, накопленный на дорогах опыт, разработанные теоретические обоснования позволили присту­пить к созданию комплексной автоматизированной системы управ­ления железнодорожным транспортом. Коллектив ученых и специа­листов под руководством чл.-корр. АН СССР д-ра техн. наук А. П. Петрова разработал основные принципы и положения такой системы. На основе этих разработок в 1973 г. было утверждено техни­ческое задание, а в 1976 г. — основные положения генеральной схемы создания и развития АСУЖТ. Техническое задание и генеральная схема определили комплексный подход к автоматизации процессов управления на железнодорожном транспорте, функциональные свя­зи между элементами автоматизации, принципы их взаимодействия, единство технических решений. Имелось в виду, что в составе функ­циональной части АСУЖТ каждой основной отрасли железнодорож­ного хозяйства будет соответствовать функциональная подсистема, Т. е. все нужды этой отрасли в вычислительной продукции будут полностью удовлетворены.

Функциональная схема АСУЖТ (рис. 1) дает представление о составе и взаимосвязях функциональных подсистем, определенных генеральной схемой. -Понятие функциональной подсистемы прежде всего отражает уровень автоматизации, который необходимо достичь для управления отраслью железнодорожного хозяйства. Достиже­ние этого уровня не может произойти единовременно для всех под­систем. Развитие происходит поэтапно, по мере развития средств вы­числительной техники и создания информационной базы. Соблюде­ние принципа одноразового ввода данных и обработка их для мно­жества функциональных целей (так называемая интегрированная обработка данных) позволяют создавать

автоматизированные сис­темы, обеспечивающие информацией одновременно несколько функ­циональных подсистем. Это значит, что в процессе развития деление на подсистемы будет иметь меньшее значение. Границы между под­системами будут Постепенно стираться. Эти положения, высказанные в генеральной схеме, находят практическое подтверждение. В настоя­щее время определены основные направления развития и использо­вания вычислительной техники на железнодорожном транспорте.

Автоматизация процесса управления на этих направлениях позво­лит в первую очередь решить проблему совершенствования орга­низации перевозок и повысить эффективность применения вычисли­тельных средств. К основным направлениям относятся:

автоматизация разработки основных плановых и нормативных документов, регламентирующих эксплуатационную деятельность до­рог и их подразделений;

совершенствование системы оперативного управления перевозоч­ным процессом на всех уровнях управления;

создание автоматизированных систем управления технологичес­кими процессами работы на линейных .предприятиях и прежде всего на сортировочных станциях;

совершенствование обслуживания пассажиров и прежде всего автоматизация резервирования мест и продажи бидетов на пасса­жирские поезда;

создание автоматизированных систем, направленных на улучше­ние использования и повышение надежности работы технических средств железнодорожного транспорта: локомотивов, вагонов, путе­вого хозяйства, устройств энергоснабжения, СЦБ и связи;

создание автоматизированных систем обработки данных (АСОД) в местах массового зарождения информации.

Обеспечивающая часть

Обеспечивающая часть АСУЖТ состоит из комплекса техниче­ских средств, программного и информационного обеспечения, а также включает организационные основы, регламентирующие функции от­дельных звеньев.

С целью эффективных, экономичных разработки и использования системы предусматривается унификация технических средств, математического, программного и информационного обеспечения. Это позволяет также наиболее простыми методами добиться сопряже­ния АСУЖТ с АСУ других транспортных министерств и общегосудар­ственной системы.

Основное требование к комплексу технических средств, представ­ляющему собой совокупность устройств, предназначенных для реали­зации процессов сбора, передачи, обработки, хранения и отображе­ния информации,— обеспечивать надежное решение задач системы в

установленные сроки.

Выбор ЭВМ для того или иного уровня АСУЖТ осуществляется в зависимости от достигнутого промышленностью уровня развития вычислительной техники и фактической потребно­сти вычислительных мощностей. При этом важным условием явля­ется преемственность технических средств при смене поколений.

Выбор структуры СПД определяется технологической потреб­ностью, информационной базой. В условиях АСУЖТ СПД создается для конкретного объекта — дороги, отделения, станции — и должна обеспечить решение всего комплекса задач. Однако для элементов СПД могут быть определяющие задачи. В большинстве случаев опре­деляющими будут задачи оперативного управления перевозками, так как именно эти задачи предъявляют наиболее высокие требования к развитию СПД, срокам передачи данных и достоверности инфор­мации. Вместе с тем необходимо удовлетворить требования переда­чи больших объемов информации с мест ее зарождения (расчетные товарные конторы, локомотивные депо и т. д.). Учитывая сложность и высокую стоимость СПД при создании и развитии подсистем АСУЖТ, необходимо определять этапность создания СПД.

Общая схема структуры и состава комплекса технических средств ДВЦ поясняется рис. 2. Программное обеспечение составляет ос­новной потенциал автоматизированной системы. В программном обеспечении (ПО) цринято выделять его системную и прикладную части. Системная часть также имеет свою иерархию. К общесистем­ной части относятся операционная система, система телеобработки и т. д. В то же время каждая автоматизированная система, комплекс задач и даже отдельные задачи содержат в себе элементы системно­го программного обеспечения, выполняющего стандартные функции для этой системы. Другой частью ПО являются пакеты прикладных программ (ППП), которые и должны в конечном счете обеспечить решение конкретных функциональных, задач.

Главным управлением вычислительной техники определены пра­вила и рекомендации по использованию общесистемного программно­го обеспечения, поставляемого промышленностью. Это системное программное обеспечение является универсальным. Для его исполь­зования в АСУЖТ в определенных случаях требуется его специаль­ная компоновка — генерация. Задание на генерацию дает Главное управление вычислительной техники, а выполняет ее ПКТБ АСУЖТ.

Системное программное обеспечение для прикладных задач и систем разрабатывается организациями-разработчиками в соответст­вии с действующими документами и правилами. Системное програм­мное обеспечение и пакеты прикладных программ не только могут распространяться на все вычислительные центры, но и многократно использоваться в новых разработках. Для того чтобы обеспечить ши­рокое использование типовых-программных средств на всех этапах создания

автоматизированных систем и исключить дублирование раз­работок, создается отраслевой фонд алгоритмов и программ (ОФАП). На железнодорожном транспорте ОФАП создан на базе ПКТБ АСУЖТ.

ОФАП выполняет информационное обслуживание организаций-пользователей, передачу копий программ на машинных носителях с соответствующей документацией, внедрение программных средств, предусматривающее обучение пользователей, и организацию проб­ных расчетов на контрольных примерах. Пользователями могут быть все организации железнодорожного транспорта. Все плановые раз­работки программных средств на железнодорожном транспорте должны быть переданы в ОФАП. Последний осуществляет взаимо­действие с государственным фондом алгоритмов и программ (ГОСФАП).

Распределение функции органов, обеспечивающих создание и функционирование АСУЖТ, следующее.

Руководство работой хозяйства вычислительной тхники в Ми­нистерстве путей сообщения осуществляет Главное управление вы­числительной техники (ЦУВТ). В непосредственном "подчинении Главного управления — Главный вычислительный центр (ГВЦ) МПС и Проектно-конструкторское технологическое бюро (ПКТБ АСУЖТ). Главное управление вычислительной техники МПС осу­ществляет: планирование и управление материально-технической базой АСУЖТ, математическим, программным и информационным обеспечением; технологией функционирования АСУЖТ; эксплуата­цией автоматизированных систем и средств вычислительной техни­ки. Эти функции ЦУВТ выполняет непосредственно и через дорожные вычислительные центры. ДВЦ имеют двойное подчинение — началь­нику дороги и ЦУВТу. Научно-исследовательские и опытно-конструк­торские работы выполняют научно-исследовательские и проектно-конструкторские организации МПС и других ведомств. Для внешних по отношению к МПС организаций ЦУВТ от имени МПС выполняет функции генерального заказчика.

ГВЦ МПС обеспечивает услугами вычислительной техники МПС, а также руководит решением задач дорожно-сетевого уровня.

ПКТБ АСУЖТ является головной организацией по разработке и внедрению, координирует проектную деятельность ДВЦ, разраба­тывает руководящие и нормативные документы по проектированию и внедрению, осуществляет нормоконтроль проектной документации. Проектные работы по созданию автоматизированных систем, разра­ботке отдельных задач и комплексов выполняют ПКТБ АСУЖТ, ГВЦ МПС, ДВЦ в соответствии с планом разработки и внедрения. Отдельные работы осуществляются проектными организациями дру­гих министерств и ведомств. В этом случае ПКТБ АСУЖТ выполняет роль головной проектной организации, обеспечивая координацию и единство технических решений, принятых в АСУЖТ.

Создание, внедрение и эксплуатация автоматизированных систем

осуществляются совместно с теми подразделениями, которые являют­ся пользователями,этих систем. При этом к обязанностям подразде­лений вычислительной техники относятся: строительство зданий вы­числительных центров и развитие сетей передачи данных; приобрете­ние, монтаж, наладка и ввод в эксплуатацию технических средств вычислительной техники; обеспечение их надежной эксплуатации; разработка, отладка, внедрение и распространение программного обеспечения для автоматизиро­ванных систем и надежная его эксплуатация; прием, ввод в ЭВМ и контроль исходной информа­ции; своевременное и качествен­ное решение задач и выдача ре­зультатов пользователю; обучение и подготовка всех работников, участвующих в эксплуатации автоматизированных систем.

Пользователь обязан: обес­печить подготовку помещений для размещения технических средств вычислительной техники и переда­чи данных, устанавливаемых за пределами ВЦ; обеспечить их электроснабжение; определить и совместно с подразделениями вычислительной техники четко сформулировать задачи и требо­вания к автоматизированным системам; представить технико-экономическое обоснование на не­обходимость автоматизации; оп­ределить порядок получения ин­формации для решения задач и обеспечить его выполнение; орга­низовать эффективное использо­вание выдаваемых ЭВМ данных.

Для организации сбора, подго­товки и передачи информации на линейных предприятиях, в под­разделениях дорог организуют соответствующие информационные подразделения (рис. 3). К ним относятся информационные пункты (ИП), пункты концентрации ин­формации (ПКИ), информационные центры (ИЦ). Информационные подразделения создают на основе сложившейся системы информа­ционного обеспечения, путем изменения функций операторов и внед­рения технических средств подготовки и передачи данных. Информа­ционные подразделения предназначаются для сбора, подготовки и пе­редачи первичных данных непосредственно с мест их зарождения и для накопления, подготовки и передачи данных в пункты концентра­ции, обслуживающие несколько пунктов зарождения информации. Различают их по степени автоматизации в зависимости от имеющихся технических средств подготовки и передачи данных. Методическое и технологическое руководство информационными подразделениями осуществляет ДВЦ.

Вычислительные центры

Основной производственной единицей хозяйства вычислительной техники является вычислительный центр (ВЦ). ВЦ создаются на дорогах, линейных предприятиях, в Министерстве путей сообщения, в институтах и научно-исследовательских организациях.

В условиях железнодорожного транспорта ВЦ дороги является не только

Рисунок 3. Структура информационных подразделений: ГС – грузовая станция, СС – сортировочная станция, СП – стыковые пункты (пункты учёта перехода вагонов с дороги на дорогу)

функциональной организацией, но и административным подразделением. На него возложена задача организации внедрения АСУЖТ на дорогах.

Основной целью создания ВЦ является информационное обслу­живание аппарата МПС, управлений, отделений дорог, линейных подразделений. Оно сводится к обеспечению функционирования ав­томатизированных систем, комплексов и отдельных задач средствами вычислительной техники, получению исходных данных и передаче ре­зультирующих сведений пользователям. Кроме того, силами ВЦ обес­печивается значительная часть разработки и внедрения автомати­зированных систем, задач и комплексов.

Организация производства сводится к наиболее рациональному распределению технических средств, материальных и трудовых ресурсов для обеспечения произ­водственного плана.

Производственная и хозяйственная деятельность осуществляется в соответствии с планами работ. Основой планирования работы явля­ется годовой план, который включает ряд разделов: план капиталь­ных вложений и развития ВЦ; планы разработки, внедрения и ре­шения задач, внедрения новой техники и технологии и др.

ЦУВТ до составления планов ДВЦ определяет централизованное внедрение типовых систем задач и комплексов на вычислительных центрах. Перечень задач должен быть рассмотрен и согласован со службами и подразделениями дороги, для которых выполняются расчеты.

Конкретным выражением плана являются: тематический план разработки и внедрения, план решений, месячный график использо­вания машинного времени, календарный план-график выдачи резуль­татов решений пользователю. Кроме того, могут быть предусмотрены и другие формы плана с учетом местных условий и сложившихся тра­диций работы ВЦ.

Решение задач (промышленная эксплуатация) на ЭВМ осущест­вляется в соответствии с планом. Конкретным выражением плана на каждые сутки является график использования машинного времени. Кроме сроков выполнения решений, график предусматривает время на технические нужды, выполнение профилактических работ, подго­товительно-заключительные операции, выполнение необходимых тех­нологических операций (подготовка дубля, корректировка НСИ). Контроль выполнения графика использования машинного времени осуществляется на основании системного журнала, в котором регист­рируются фактическое занятие ЭВМ, отказы оборудования и сбойные ситуации. Анализ данных системного журнала позволяет вырабаты­вать меры по совершенствованию технологического процесса.

Обеспечение надежности функционирования системы является од­ним из важнейших принципов построения технологии вычислитель­ного процесса. Отказы и сбои отдельных технических средств и прог­раммного обеспечения могут в значительной степени повлиять на качество работы системы. Для предотвращения отказов и ликвида­ции последствий сбоя или отказа предусматриваются резервирование технических средств, необходимые программные средства.

Разработка и внедрение

Все проектные работы выполняются в соответствии с требова­ниями государственных стандартов. Для условий железнодорожного транспорта положения ГОСТов уточняются отраслевыми руководя­щими материалами (РТМ) и отраслевыми стандартами (ОСТ). На основе этих документов устанавливаются стадии и этапы создания автоматизированных систем,

проектирования элементов АСУЖТ и отдельных задач.

Стадии создания АСУ: предпроектная, проектирования и внедре­ния. На предпроектной стадии проводятся научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки (НИР и ОКР), разрабаты­вается технико-экономическое обоснование (ТЭО) и техническое за­дание (ТЗ); на стадии проектирования — технический проект (ТП), рабочий (РП) или техно-рабочий проект (ТРП); на стадии внедрения осуществляется техническая и технологическая подготовка объекта к внедрению, опытная эксплуатация и ввод в промышленную эксплуа­тацию.

На железнодорожном транспорте очень важно обеспечить доста­точно быстрое распространение типовых автоматизированных систем и задач на все дороги. Поэтому на стадии внедрения следует вы­делять этап тиражирования. К работам на этом этапе относятся внед­рения на головном объекте, ограниченном полигоне (на нескольких объектах) и на всей сети дорог. При этом имеется в виду, что коррек­тировка проектной документации возможна после внедрения на каж­дом этапе. Это объясняется тем, что подразделения железнодорож­ного транспорта имеют много местных особенностей.

ТЭО на основании предварительной оценки эффективности поз­воляет определить целесообразность разработки. ТЭО выполняетсясовместно с заказчиком на основании выполненных НИР и ОКР. ТЗ разрабатывается после принятия решения о необходимости выполне­ния проектных работ. На основании ТЗ определяются объем и сроки проектирования, головной объект. Утверждается ТЗ после согласова­ния его с проектной организацией.

Порядок проектирования определяют степенью проработки проб­лемы На предпроектной стадии. Выполнение ТП необходимо тогда, когда требуется уточнить постановку задачи, рассмотреть возможные варианты технических решений. В ТП тщательно разрабатываются внешние связи с другими системами и задачами, определяется место в АСУЖТ, организация вычислительного процесса в ВЦ, требования к комплексу технических средств. Техническое проектирование вклю­чает в себя составление контрольного примера для проверки резуль­татов, оно завершается согласованием и утверждением ТП. Основу рабочего проекта составляют разработанные и отлаженные програм­мы. На этапе опытной эксплуатации корректировка программного обеспечения допускается только на основании условий эксплуатации. Нежелательно отладку программ переносить на этап опытных расче­тов.

Залогом успешной эксплуатации автоматизированных систем яв­ляется продуманная подготовка объекта к внедрению, которая сос­тоит из технической и технологической подготовки.

Техническая подготовка включает в себя обеспечение надежной работы комплекса технических средств ВЦ, выбор помещений, обо­рудование рабочих мест терминальными устройствами, средствами связи и т. д. Объем

этой работы зависит от характера внедряемой задачи и общей готовности полигона дороги к решению задач.

Комплекс технических средств ВЦ следуэт рассматривать как ти­повой, работающий по единой и определенной технологической схеме. При подготовке объекта к внедрению определяют порядок и режим расчета, использование ЭВМ и других технических средств, а также их комплектацию. Для наиболее сложных систем, как исключение, может быть предусмотрено некоторое расширение технических средств ВЦ. Техническое обеспечение объекта определяется планом подготовки объекта к внедрению.

Технологическая подготовка включает в себя подготовку инструк­ций для оператора и пользователей, изготовление плакатов, тра­фаретов и других наглядных пособий, дополнения к технологическо­му процессу станции, обучение работников, связанных с эксплуа­тацией АСУ, и операторов, обслуживающих систему.

Местные инструкции должны опираться на типовые и учитывать особенности объекта. Необходимо обращать внимание на последовательность действий, особенности работы при отказах и восстановле­нии системы. Инструкция должна быть однозначной (не допускать различных толкований исполнителем), подробней (отвечать на все обозримые ситуации) и предельно краткой.

Подготовка наглядных пособий на местах, особенно на период внедрения, может сыграть решающую роль в сокращении сроков внедрения. Целесообразно предусматривать выдачу из ЭВМ инструк­ций на печатающее или видеотерминальное устройство на рабочем месте.

Обучение работников (как операторов, так и пользователей) про­водят в два этапа. Первый этап сводится к теоретическому озна­комлению с существом внедряемой задачи (системы), принципами ее постановки, содержанием инструкций, форм сообщений и выдачи данных и т. д. Вторым этапом является непосредственное обучение на рабочем месте. При этом наиболее эффективным является обуче­ние на работающем комплексе. Наиболее удачным является обучение в процессе опытной эксплуатации.

Техническую готовность, результаты и степень технологической подготовки следует определять комиссионно до начала внедрения.

Опытная эксплуатация начинается по окончании рабочего проек­тирования, сдачи программного обеспечения на контрольном приме­ре, окончании технической и технологической подготовки объекта. Опытная эксплуатация основывается на реальной информации и осу­ществляется в режиме,

предусмотренном для промышленной эксплуа­тации. Важно строго соблюдать временные параметры решения.

Основная цель опытных расчетов: определить соответствие про­граммного обеспечения функциональным и эксплуатационным требо­ваниям решения. Предполагается, что в процессе опытной эксплуата­ции в программное обеспечение могут быть внесены изменения. При внесении изменений

должен сохраняться эталонный экземпляр программ для того, чтобы имелась возможность возврата к прежне­му варианту программ. Все изменения должны фиксироваться в Жур­нале. Целесообразно на период внедрения иметь пакет прикладных программ, обеспечивающих диагностику состояния системы на мо­мент сбоев. В период опытной эксплуатации должен быть организо­ван анализ входной информации и выдаваемых результатов. Ана­лизом определяются степень достоверности выдаваемых результатов и причины возникновения ошибок. В анализе должен принимать участие пользователь. По результатам анализа разрабатываются ме­ры по совершенствованию форм выдачи и порядок их реализации.

По окончании плановых сроков опытной эксплуатации составляет­ся акт о приемке в промышленную эксплуатацию. В том случае если за период опытной эксплуатации выявлены недостатки или ошибки, которые не дают возможности перехода к промышленной эксплуата­ции, то должно быть комиссионно принято решение о необходимости продления опытной эксплуатации.

Стадия внедрения заканчивается приемкой системы (комыекса задач) в промышленную эксплуатацию.