Лекции по дисциплине Информационные технологии на АТ - файл n1.doc

Лекции по дисциплине Информационные технологии на АТ
скачать (469 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc469kb.01.06.2012 15:09скачать

n1.doc

  1   2   3




  1. Автоматические системы управления

В настоящее время информационные потоки на автотранспорте представляют собой самостоятельный многофункциональный рабочий инструмент, который влияет на всю работу автотранспорта. Существует множество стандартов, которые позволяют структурировать информацию, которая необходима для обеспечения организации перевозочного процесса.

АСУ служат для автоматизированной обработки, передачи и хранения данных. В настоящее время важным фактором развития АСУ является сохранность как самой информации, находящейся в системе, так и защита авторских прав создателей базы данных.


    1. История создания АСУ в РФ.

Начинается со строительством первого Московского завода ЖБИ. Необходимость четкого и координированного процесса перевозок продукции этого завода потребителям была вызвана свойствами продукции (жидкий цемент). Для строительства монолитных цементных оснований многоэтажных зданий на подвижных грунтах необходимо организовать подвоз цемента, таким образом, и в таких количествах, чтобы избежать послойного его застывания.

Для решения этой проблемы было разработано расписание движения груженых и порожних автомобилей и система контроля, которая включала в себя систему контрольных постов и пропускных пунктов.

Особую роль становления АСУ на АТ сыграла РККА (рабоче-крестьянская Красная Армия). Для обеспечения снабжения войсковых соединений была разработана система «Ритм» в 1928 году. Суть системы состояла в автоматическом сборе и хранении информации потребностей соединений Красной армии. Самый современный компьютер того времени работал на вакуумных проводниках и занимал этажное здание площадью 1700 м2. Обработка информации была электромеханической. Дальнейшее усовершенствование средств электронной обработки информации было вызвано развитием ядерной и химической промышленности.

С применением полупроводников в 60-70-е годы предполагалось полностью заменить человека АСУ. В СССР в начале 60-х годов разрабатывались АСУ для перевозки технологических грузов, перевозки грузов в маршрутах, а также разрабатывалась система управления технологическим циклом (описание – книга Шмулевича).

В настоящее время АСУ разрабатываются на основе компьютерных сетей. На сегодняшний день существует строгая иерархия и классификация информации на промышленном транспорте, а также систем ее кодирования. Самой наглядной системой кодирования информации на промышленном транспорте является ШТРИХКОД. Кроме того, с 93-го года ведутся работы по унификации всех систем передачи и обработки данных.

Наиболее распространенной являются промышленные компьютерные сети на основе витой пары. Основным недостатком АСУ являются высокая стоимость элементов оборудования и программного обеспечения. Кроме высокой стоимости применения автоматических систем управления ограничивается неразвитостью систем ввода и обновления данных. Несмотря на большое количество считывающих устройств, и датчиков, нет систем, которые могли бы функционировать в большом промышленном мегаполисе с достаточной надежностью.


  1. Этапы создания АСУ.

Разработка АСУ происходит в 4-е этапа:

I этап: постановка задачи – состав 1-го этапа: На предварительном этапе создания АСУ производится сбор информации об элементах, которые предполагается соединить в одну информационную сеть. Изучается структура вновь возникающего производственного комплекса. Рассматриваются связи элементов комплекса между собой и с внешними источниками. Определяются задачи и функции каждого элемента, а также всего комплекса. Производятся измерения информационных потоков, а также коэффициента управляемости системы:



tу – продолжительность восприятия системой управляющего распоряжения,

tс – время выполнения системой управляющего распоряжения.

При определении основных функций и элементов, входящих в технологическую цепочку выявляются следующие функции и задачи:

  1. функции и задачи, которые не входят в конфликт с функциями и задачами других систем и всего цикла в целом.

  2. функции и задачи, нейтральные функциям и задачам других систем и цикла в целом,

  3. функции и задачи, конфликтующие с функциями и задачами других подсистем и всего цикла в целом

II этап – проектный этап – состав – Разрабатывается иерархическая система подчинения всех подразделений, включаемых в систему управления, выбираются средства связи между ними. Разрабатывается техническое оснащение мест работы. Разрабатывается техническое оснащение всех элементов информационной сети.

III этап – внедрение. На этапе внедрения производится сборка оборудования.

IV этап – отладка. Отладка программного обеспечения, его корректировка и дальнейшее программное сопровождение.


  1. Поколения вычислительных машин.

В начале 17 века возникла необходимость в сложных вычислениях. Потребовались: счетные устройства, способные выполнять большой объем вычислений с высокой точностью. В 1642 году французский математик Паскаль сконструировал первую счетную машинку.

В 1830 году английский ученый Бэйдж предложил идею первой программированной вычислительной машинки. Она должна была приводиться в действие при помощи пара, а программы кодировались при помощи перфокарты. Реализовать идею не удалось из-за невозможности изготовления некоторых деталей.

В 1930 году американский ученый Буш собрал первый дифференциальный анализатор. Это был первый в мире компьютер. Эта машина использовалась для обработки результатов переписи населения.

В 1944 году для военных нужд был создан первый в мире цифровой компьютер Марк 3. Размеры его 1,5 на 2,5 метра. Он состоял из 750 тысяч деталей. Производительность: за 4 секунды мог перемножить 2-а 23 –разрядных числа.

Следующей полностью электронный компьютер – 1946 год. Производительность 5 тысяч операций сложения и 300 операций умножения в секунду. Размер 30 м в длину и 85 м3, вес 30 тонн. Состоял из 18 тысяч электронных ламп.

Первая машина с собственной памятью называлась Эдсон 1949 год. В качестве носителя информации использовалась магнитная лента.


    1. Аналоговые вычислительные машины (АВМ).

В АВМ все математические величины представляются как непрерывные. Главным образом в качестве переменной выступает напряжение электрической цепи. Изменение переменных происходит по тем же законам, что и изменение заданной функций.

В качестве метода изменения информации в этих машинах создается модель-объект. Результатами вычислений является показания осциллографа, зафиксированные измерительными приборами.

Достоинства АВМ:

  1. высокая скорость регулирования задач

  2. простота конструкции

  3. легкость подготовки задачи к решению

  4. наглядность протекания и следования процессов

  5. возможность изменения параметров время исследования

Недостатки АВМ:

  1. малая точность полученных результатов

  2. ограниченная решаемость задач

  3. ручной ввод решаемой задачи.

  4. большой объем задействованного оборудования растущих с увеличением сложности задач.




    1. Электронно-вычислительные машины (ЭВМ).

В отличие от АВМ в ЭВМ числа представляются в виде последовательности цифр в двоичном виде, то есть состоят из последовательности 1 и 0.

ЭВМ делятся на большие, мини и микро.

Достоинства ЭВМ:

  1. высокая точность вычислений

  2. универсальность

  3. автоматизированный ввод информации

  4. независимость количества оборудования от сложности задачи

Недостаток ЭВМ.

  1. сложность подготовки задач к решению (необходимость знания методов программирования и решения задач)

  2. недостаточная наглядность протекания процессов

  3. сложность структуры ЭВМ, эксплуатация и техническое обслуживание компьютера.




  1. Применение информационных систем для работы с пространственной информацией.

    1. Географическая информация систем.

Областей применения географической информации систем (ГИС) существует великое множество, на сегодняшний день в мире существует независимо множество пакетов программ для работы с дисками. Эти системы позволяют собирать в одну общую сеть расположения на значительной территории объемы управления.

Основные сферы применения ГИС:

  1. управление земельными ресурсами, земельными кадастрами

  2. инвентаризация и учет объектов распределения производительности инфраструктуры и управления ими.

  3. проектирование инженерные изыскания и планирование в градостроительстве, архитектуре, промышленности и транспортном строительстве.

  4. тематическое картографирование

  5. картография, навигация и управление движением.

  6. геология, минерально-сырьевые ресурсы и горнодобывающая промышленность

  7. планирование и оперативное управление перевозками

  8. планирование и развитие транспортных и телекоммуникационных сетей

  9. маркетинг и анализ рынка

Наиболее важное значение имеет ГИС, связанные с задачами управления и принятия решений. На этот тип задач приходится максимальное число реализованных и находящихся в режиме эксплуатации систем, в том числе наибольшие по числу пользователей объемом информации.

Для образования ГИС используется в качестве информационно-справочных систем. Эффективность применения достигается за счет всякой наглядности и удобства доступа к информации.

      1. Примеры требований к данным.

Для поиска оптимального пути, оптимального маршрута необходимо предоставление данных для машины и для пользователя должны быть взаимопонятны и просты в использовании. В ГИС данные разнятся в зависимости от решаемых задач, от их источника технологического ввода. Для решения этой сложной многофункциональной задачи применяются различные коммуникационные и информационные процессы.

Наряду с энерго- и фонды вооруженностью современному производству необходимо вооруженность определяющая средств степени применения прогрессивных информационных технологий. Особое место в реализации новых технологий занимает компьютер, а также информационные вычислительные сети.

Компьютерные сети на сегодняшний день представляют основные средства передачи данных.


    1. Цель создания информационных систем.

ИВС (информационные вычислительные сети) создаются с целью повышения оперативности управления предприятием. В качестве оконечных терминалов могут выступать как отдельные ПК, так и группы ПК, объединенные в локальные сети.

Передача информационных потоков осуществляется с помощью спутниковых, радиоприемных, кабельных, проводных линий связи. В настоящее время наиболее эффективным считается оптико-волоконная связь.

ИВС подразделяется на локальную (до 10 км) и глобальную (на всемирную).

      1. Средства связи для создания АСУ:

  1. спутниковая связь. Преимущества:

    1. большая пропускная способность

    2. покрытие больших расстояний

    3. большой коэффициент надежности

Недостатки:

  1. высокая стоимость

  2. необходимость содержания большой инфраструктуры наземных сооружений

  1. Оптико-волоконная. Преимущества:

    1. Способность предавать большие объемы информации с высокой степенью надежности.

  2. Радиосвязь, радиолинейная, телефонная.

      1. Приемы работы с информацией.

Существует два вида компьютерных сетей, которые в свою очередь подразделяются на более мелкие комплексы. Локальные сети LAN (ЛВС) позволяют собирать и объединять расположенные на небольшом расстоянии компьютеры посредством сетевых адаптеров в единое целое.


      1. Этапы работы с информацией.

Этапы работы с информацией

Компоненты компьютера

  1. Получение информации




  1. обработка информации




  1. хранение информации




  1. вывод результатов обработки информации

  2. передача информации

Устройства ввода данных (датчики, клавиатура, сканер, модем)

Процессоры (центральный, сопроцессор, процессоры периферийных устройств)

Внутренняя память (оперативная и постоянная) и внешняя память (floppy, CD, DVD, HDD).

Монитор, принтер и т.п.
Сети, модемы.




      1. Требования, предъявляемые к вычислительным сетям.

Основными требованиями, предъявляемыми к вычислительным сетям, являются обеспечение пользователю доступа к ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть.

Прочие требования:

Производительность определяется за счет следующих факторов:

Время реакции является субъективной оценкой производительности системы с точки зрения пользователя. Оно определяется как интервал времени между возникновением запроса и получением ответа на запрос.

Пропускная способность отображается как объем данных, переданных за единицу времени, характеризует качество передачи сообщения.

Задержка передачи определяется как продолжительность интервала между моментом поступления информации в устройство и появлением этой информации на выходе из него.

Отказы устойчивости – это способность скрыть отказ о работе некоторых элементов системы.

Коэффициент готовности определяется как время, в течение которого система может быть использована.

Расширяемость характеризует возможность добавления отдельных элементов в существующую систему.

Масштабируемость означает возможность наращивания количества элементов и протяженности системы без потери производительности.

Управляемость характеризует возможность централизованно контролировать состояние его элементов системы, выявлять и разрешать проблемы, возникающие при ее работе, выполнять анализ производительности и планировать развитие.

Совместимость (интегрированность) характеризует способность системы включать в себя разнообразное программное и аппаратное обеспечение.

Система, состоящая из разнотипных элементов, называется неоднородной (гетерогенной). Если неоднородная система работает, то он является интегрированной.

        1. Стандартизация (унификация) вычислительных систем.

В настоящее время ведутся работы по созданию унифицированных систем, способных выполнять широкий спектр задач в различных сферах человеческой жизнедеятельности. Работы по стандартизации вычислительных систем ведутся различными организациями. В зависимости от статуса организации различают следующие виды стандартов:

  1. стандарты отдельных фирм

  2. стандарты специальных фирм и объединений

  3. национальный стандарт

  4. международный стандарт

Главным достижением ISO является модель взаимодействия открытых систем, которая в настоящее время является концептуальной основой стандартизации в области вычислительных технологий.

Каждый уровень стандартизации состоит из следующих составляющих:

  1. физический

  2. канальный

  3. сетевой

  4. транспортный

  5. сеансовый

  6. представительный

  7. прикладной




  1. Порядок формулирования (постановки) задачи АСУ на промышленном транспорте.

На начальном этапе создания АСУ АТ необходимо сформулировать основные задачи, которые призваны решать АСУ. Существует несколько функций, которая может выполнять АСУ.


    1. Функции АСУ

  1. справочная. Эта функция позволяет клиентам системы своевременно получать необходимую им справочную информацию

  2. представительная, которая позволяет получать из системы данные об ее участниках, а также данные на определенный момент времени, о состоянии самой системы.

  3. контрольная. Позволяет системе избавляться от ошибок или неверных данных непосредственно в процессе работы.

  4. Измерительная. Позволяет системе снимать показания о своем состоянии в каждый момент времени.

Исходя из основных свойств АСУ, они могут быть многофункциональным или мультифункциональными.

Необходимость корректировки и стандартизации функций всех участников АСУ производится на начальном этапе ее строительства.

При разработке АСУ необходимо учитывать производственные и административные связи всех участников АСУ. Основной проблемой является то, что административная иерархия конфликтует с производственной.

Циклы в иерархическом производстве:

  1. коксохимическое производств

  2. доменное производство чугуна

  3. сталеплавильное производство (мартен, конвертер, либо электросталеплавильное)

  4. прокат

Агломерат – обогащенная железная руда.

Мульды – большие чугунные ванны для перевозки в мартеновский цех металлошихты.


    1. Оптимизация структуры с учетом административных и производственных связей производится следующим образом:

  1. собирается и анализируется информация о конфликтах между производственной и административной структурой

  2. выявляются объекты, имеющие двойной центр управления.

  3. выявляются элементы структуры, которые необходимо ликвидировать после внедрения АСУ.

Задача по решению конфликтов сводится к следующему: организуется пирамида приоритетов, причем создается иерархическая система, которая включает в себя ряд готовых оптимизированных решений по одному критерию оптимальности: время, качество, цена, расстояние и так далее.

Порядок работы АСУ по тому или иному алгоритму задается непосредственно руководителем и контролируется на выходе, причем функционирование системы влечет за собой временную перестановку приоритетов, как в производственной, так и в административной структуре управления.

Для того чтобы произвести новую корректировку данных по способу достижения конечной цели, система должна осуществлять мониторинг существующего положения, а также прогнозирование возможных существующих вариантов работы. Благодаря этому система могла своевременно производить корректировку и переключение на другой алгоритм. Кроме того, система сформировала банк данных, готовых решений, которые были заложены в ней при проектировании, а также которые были получены ею в процессе эксплуатации.


  1. Информация как стратегический ресурс транспортного потока.

Взаимодействие участников транспортного процесса путем использования электронных средств управления транспортно-складскими технологиями и электронного обмена данными демонстрирует преимущества информационно-транспортной системы.


    1. Информационное обеспечение транспортного потока.

Информационное обеспечение транспортного потока осуществляется с помощью директивных информационных сообщений, за которые несет ответственность каждый из участников перевозок, а также посредством стандартных международных транспортных документов. Наиболее эффективное решение в сфере транспортирования грузов могут быть реализованы в информационно-транспортных системах. Предпосылками для этого являются:

  1. конкуренция между участниками транспортного рынка за качественное обслуживание с минимальными затратами владельцев грузов,

  2. развитие объединения процессов между различными предприятиями различных отраслей, создания новых организационных форм взаимодействия

  3. огромные возможности в области новейших информационных технологий, обладающих большим потенциалом для эффективного управления всеми сферами производственно-коммерческой и транспортной деятельности.

Федеральная целевая программа называется «Модернизация транспортной системы России» предложенная Министерством транспорта РФ. В качестве основной цели рассматривает повышение сбалансированности деятельности, эффективности и безопасности транспортной системы страны, способной обеспечить жизненно важные национальные интересы. Вместе с тем существует ряд проблем препятствующих удовлетворению спроса на транспортные услуги:

  1. низкий уровень межотраслевой и межрегиональной координации в развитии транспортной инфраструктуры,

  2. слабое использование транспортных коммуникаций для доставки транзитных услуг

  3. медленное совершенствование транспортных технологий и недостаточная их увязка с производственными промышленными, торговыми, складскими и таможенными технологиями,

  4. недопустимо низкий уровень информатизации транспортно процесса и информационного воздействия транспорта с другими отраслями экономики.

Последняя из указанных проблем непосредственно определяет актуальность информационного обеспечения транспортных систем.

Концепция ресурсной ориентации, которая сформировалась в 80-х годах, в Западной Европе привела к пониманию приоритетного значения интегрированных информационных систем.


    1. Интегрированные транспортные информационные системы.

Интегрированные информационные системы имеют следующие особенности, которые оказывают прямое воздействие на эффективность, производительность и качество функционирования транспортных систем:

  1. формирование и использование ключевых компетенций, которыми конкурент не располагает, что предполагает особо эффективное сочетание ресурсов.

  2. сохранение стабильных ключевых компетенций в долгосрочной стратегической перспективе – пока неприменимо.

  3. возможность участников транспортного процесса извлекать выгоду для себя, готовность оплачивать дополнительные услуги

Исходя из вышеперечисленного, что интегрированные транспортные системы, использующие цепочку ценностей, ориентированы на всех участников:



Условные обозначения: А – связь с поставщиками, В – связь с потребителями, С – технологические процессы внутри одного предприятия, D – информационные процессы внутри одного предприятия, Е – интегрированные связи между предприятиями транспортно-информационной сети.

Рис. 1. Элементы информационного обеспечения транспортно-информационных систем.

Предприятия, входящие в интегрированные транспортно-информационные сети нацелены на существенное снижение затрат. За счет более быстрой оборачиваемости ресурсов. Сокращение времени выполнения заказа, координация транспортной работы с сетью ГО-лей и ГП-лей.

Информационное обеспечение нацелено на эффективность и своевременность поставок, выбор между производством продукции или ее приобретением у поставщиков.


    1. Сферы применения интегрированных информационных сетей.

Основными сферами применения интегрированных информационных сетей являются:

  1. управление запасами

  2. транспортировка

  3. Логистическая инфраструктура

  4. складское хозяйство

  5. грузоперевозка и упаковка

  6. информационные потоки

Следует выделить информацию как важный ресурс транспортного процесса, использование электронных систем позволяет снизить издержки транспортировки, благодаря более эффективному управлению информационными потоками, увеличению скорости и координации. Понятие «информационный ресурс» являются экономической категорией, поэтому информация рассматривается как существенный ресурс в обеспечении деятельности транспорта и связанных с ним предприятий.


    1. Транспортный информационный ресурс.

Транспортный ресурс – это весь объем информации в информационный системе.

Федеральный закон «Об информатизации, информации и защите информации» определяет информационный ресурс как отдельные документы и отдельные массивы документов в информационных системах.

В зависимости от источника возникновения выделяют внешнюю и внутреннюю информацию, образующую информационные ресурсы транспортных систем.

Пример внутренней информации: о тарифах, о затратах, об услугах, методах транспортировки и методах поставки. Пример внешней информации: о рынках, потребителях клиентов, изменениях транспортного законодательства.

Управление информационными ресурсами состоит из:

  1. оценка информационных потребностей на каждом уровне и в рамках каждой функции управления

  2. изучение и рационализация документации, организация эффективного обмена электронными документами

  3. унификации данных

  4. создание системы управления данными.




    1. Обеспечение транспортного процесса информацией.

Транспортной задачей является нахождение оптимального плана перевозок.

В результате взаимодействия информационных технологий и информационных ресурсов создается новая информация, которая передается в распоряжение пользователя. АТП заинтересованы в получении точной и своевременной информации на всех уровнях управления. Полученная ими информация рассматривается как самостоятельный фактор транспортной перевозочной деятельности.



Невыполнение обеспечения транспортного процесса информации по срокам или по объему свидетельствует об:

  1. отсутствии необходимой информации о грузах, транспортных процессах условиях перевозки

  2. запаздывание в поступлении информации на запросы

  3. несогласованности между уровнем подготовки персонала, создающего информацию и персонала, использующего ее

  4. неразвитость коммуникационной сети между объектами транспортной сети

  5. существование системы различных видов необоснованных ограничений по допуску к информационным ресурсам и их использованию

  6. неактуальности накапливаемой информации, вызванной изменением задач у пользователей транспортно-информационной сети.

  7. отсутствие эффективных методов снижения за качеством информационных ресурсов.




  1. Информационные потоки и информационная система.

Время и качество становятся самыми критическими факторами в системе транспортировки груза. Все транспортные операции подчиняются важнейшему требованию – доставка точно в срок с обеспечением сохранности груза. Информационное обеспечение играет одну из ключевых ролей, основным мотивом применения информационных систем на транспорте является повышение производительности интегрированных транспортных систем, получение качественной информации на всех иерархических уровнях управления. Классики интегрированных систем управления Д. Клосс и Д. Бауэрсокс подчеркивают, что «фирмы с передовыми информационными технологиями дешевле отыскивают с помощью информации оптимальные решения, чем фирмы, не имеющие передовых информационных технологий, осуществляют неоптимальные перемещения запасов».

Управление данным и в информационных системах обеспечивает все виды операций, необходимых для выполнения заказов по транспортировке грузов, контролю над операциями и оценке эффективности их выполнения.


    1. Транспортно-информационные потоки. Виды. Варианты взаимодействия.

В результате в транспортно-информационных системах формируются 2 информационных потока:

  1. планирование и координация производственной транспортной деятельности и размещения запасов,

  2. оперативная деятельность, связанная с транспортированием и грузопереработкой.

Различают 3 варианта взаимодействия транспортно-информационных потоков:

  1. информация опережает транспортный поток – опережающий информационный поток содержит сведения о заказе, а также предварительное сообщение о прибытии груза,

  2. информация сопровождает груз – информация содержит качественные и количественные показатели груза. Это результаты приемки груза по качеству и количеству, а также претензии и взаиморасчеты. Отставание информационного потока от транспортного допускается только для пояснения и оценки последнего.

  3. Информация поясняет транспортно-материальный поток. Заключается в возможности эффективного управления контроля и комплексного планирования процесса перевозок, непрерывного учета результатов функционирования системы, оперативному внесению изменений, как в построении, так и в реализации хода выполнения процесса перевозок.




      1. Функции информационного процесса.

Информационный процесс с помощью информационных технологий реализуется со следующими основными функциями:

  1. транспортировка потоков информации внутри транспортно-информационных систем

  2. накопление информации и создание массива данных и баз данных

  3. фильтрация информационного потока – это избирательная переработка одних данных, фильтр других и сопровождение документов

  4. объединение и разделение информационных потоков в структуре транспортно-информационных систем и сетях коммуникаций.

  5. различные преобразования: копирование, тиражирование информации, поиск и систематизация данных, поиск и предоставление информации, создание информационных моделей.

  6. преобразование информации в связанный с осуществлением транспортных операций.

В связи с выполнением функций транспортно-информационные системы должны соответствовать следующим требованиям:

  1. системность обслуживания с учетом характера, деятельности потребителя, решаемых ими задач, и качественным удовлетворении информационных потребностей

  2. надежность обслуживания, что предполагает обеспечение информацией в нужные сроки и в наиболее удобном виде.

  3. полнота информационного обслуживания, доведение информации до конкретного потребителя

  4. дифференцированность, состоящая в том, что каждый потребитель индивидуально обеспечивается информацией

Информация в транспортно-информационных системах обеспечивает информационную поддержку:

  1. базовых информационных операций

  2. управленческого контроля

  3. анализа оперативных и стратегических решений



      1.   1   2   3


        Автоматические системы управления
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации