99404

Разработка АСУ Локомотивного депо

Курсовая

Информатика, кибернетика и программирование

Описать структуру предприятия (необходимо составить структурную схему). Определить состав автоматизированных рабочих мест на предприятии. Разработать схему взаимодействия автоматизированных рабочих мест. Разработать локальную вычислительную сеть. Выбор программного обеспечения с созданием базы данных.

Русский

2016-09-12

614 KB

1 чел.

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЙ 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по предмету 

Информационные системы на железнодорожном транспорте

                               На тему: Разработка АСУ Локомотивного депо

ВЫПОЛНИЛ:

Студент 5 курса

Востриков А.В.

Шифр: ВИСЖ 0310 – 6044

МОСКВА

2008

СОДЕРЖАНИЕ

[1] РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЙ

[2] КУРСОВАЯ РАБОТА

[3] по предмету

[4] Информационные системы на железнодорожном транспорте

[5] ВЫПОЛНИЛ:

[6] СОДЕРЖАНИЕ

[7] Задание на курсовую работу

[8] Локомотивное депо как объект АСУ.

[8.1] Общая характеристика локомотивного депо.

[8.2] Структурная схема управления локомотивным депо.

[8.3] Локомотивное депо как система управления ресурсами предприятия.

[8.4] 2.2. Функции и задачи АСУТ в эксплуатационной работе

[8.4.1] Оперативные АРМ

[8.4.2] Цех эксплуатации

[8.4.3] Основные функции управления производством (ТО И ТР)

[9] Техническая база комплекса АРМ цеха эксплуатации.

[10]            Сервер.

[10.0.1] Рабочие места (клиентская часть)

[11] 4. Локальная вычислительная сеть локомотивного депо

[11.1] Топология сети

[11.2] Концентраторы

[11.3] Сетевые адаптеры

[11.4] Протоколы

[12] База данных АСУТЧ

[13] Информационная модель АСУТЧ

[13.1] Основные положения

[13.2] Требования к информационному обеспечению и базам данных

[14] Литература:

Задание на курсовую работу

Разработать автоматизированную систему управления локомотивным (АСУТЧ).

В процессе выполнения необходимо:

  1.  Описать структуру  предприятия (необходимо составить структурную схему).
  2.  Определить состав автоматизированных рабочих мест на предприятии.
  3.  Разработать схему взаимодействия автоматизированных рабочих мест.
  4.  Разработать локальную вычислительную сеть.
  5.  Выбор программного обеспечения с созданием базы данных.

Последнее десятилетие ознаменовалось широким внедрением вычислительной техники на железнодорожном транспорте в целом и в локомотивном хозяйстве в частности. Накоплен большой опыт практического использования компьютерной техники в локомотивных депо, службах и Департаменте локомотивного хозяйства. Одновременно с развитием вычислительных технологий последнее десятилетие ознаменовалось и развитием устройств бортовой электроники: на локомотиве появились электронные скоростемеры, электронные устройства безопасности, системы автоматического управления тормозами и многое другое. Все эти "количественные" изменения практически подготовили "качественный" переход на новый уровень использования информационных технологий. Современный этап развития средств вычислительной техники и электронных устройств позволяет качественно изменить сложившуюся информационную систему локомотивного хозяйства путем внедрения автоматизированной системы управления локомотивным хозяйством (АСУТЧ).

Цель создания АСУТЧ – повышение эффективности управления локомотивным хозяйством, снижение затрат на содержание и обслуживание тягового подвижного состава, повышение производительности труда в хозяйстве, повышение безопасности движения, улучшение условий труда работников депо. Цель достигается за счет внедрения на предприятиях локомотивного хозяйства всех уровней единой компьютерной информационно-управляющей системы с переходом на безбумажную технологию работы, автоматическое формирование отчетных форм, автоматизированный анализ, поддержку и контроль принимаемых решений. АСУТЧ должна обеспечить автоматическое выявление и устранение причин, которые привели к некачественному проведению ремонта или неправильной эксплуатации подвижного состава и использованию локомотивных бригад. В состав АСУТЧ входят автоматизированные системы технического диагностирования, автоматические системы расшифровки информации с бортовых устройств безопасности и другие автоматизированные системы ввода исходной информации.

Главными принципами построения АСУТЧ являются универсальность (унифицированное программное и технологическое обеспечения), адаптивность (возможность настройки АСУТЧ на особенности работы отдельных депо и служб), этапность (возможность функционирования АСУТЧ при внедрении отдельных АРМ поэтапно) и наращиваемость (возможность расширения функциональности АСУТЧ).

 Локомотивное депо как объект АСУ.

Общая характеристика локомотивного депо.

Локомотивное хозяйство (Т) является одним из важнейших элементов инфраструктуры железнодорожного транспорта, от организации работы которого в значительной мере зависят как устойчивость работы дороги, так и себестоимость перевозок. Локомотивное хозяйство, как система характеризуется:

автономностью входящих в нее различных по назначению хозяйственных подсистем и организационных звеньев;

многоуровневой информационной взаимосвязью;

необходимостью жесткого и централизованного управления.

В целом, к объектам инфраструктуры локомотивного хозяйства относятся: основные депо, пункты технического обслуживания локомотивов, пункты экипировки, склады топлива, смазки и песка, пункты смены локомотивных бригад, базы запаса МПС, а также собственно тяговый подвижной состав. Локомотивное хозяйство, как система характеризуется автономностью входящих в нее различных по назначению хозяйственных подсистем и организационных звеньев, многоуровневой информационной взаимосвязью и необходимостью жесткого и централизованного управления (рис.1.1.). Для системы такого уровня сложности должны быть определены основные объекты управления и технологические модели, организация работы которых и информация о работе которых способствовала бы устойчивой, надежной и эффективной работы системы в целом.

Источниками информации о работе ТЧ в хозяйстве являются несколько десятков учетных форм, которые определяют порядок обработки оперативной информации в депо, технологию проведения учета и формирования отчетности о работе депо и организует информационную модель локомотивного хозяйства в целом.

Поступающая информация характеризует эксплуатационную работу депо, ремонтные работы и техническое обслуживание локомотивов. Будучи зафиксированной в учетных формах (ТУ), она используется для формирования отчетных форм (ТО) работниками конторы оперативно-технического учета. Отчетная информация передается в подразделения служб и департаментов: в службу локомотивного хозяйства (Т), в отдел статистического учета и отчетности дороги (НЧ), в управление статистического учета и отчетности министерства (ЦЧУ), Департамент локомотивного хозяйства (ЦТ) и др.

Рисунок. 1.1. Структурная схема системы управления локомотивным хозяйством Горьковской железной дороги.

Структурная схема управления локомотивным депо.

Локомотивное депо Киров (ТЧ-8) Горьковской железной дороги - линейное предприятие локомотивного хозяйства, является основным (эксплуатационно-ремонтным), по роду тягового обслуживания – пассажирским.

В административном подчинении локомотивного депо находятся: пункт технического обслуживания; устройства экипировки; склад топлива, смазки и песка; дома отдыха локомотивных бригад; базу запаса (резерва) локомотивов, приписной парк локомотивов, тяговая территория с железнодорожным путевым развитием, на которой размещаются локомотивное здание с мастерскими для технического обслуживания и ремонта локомотивов, экипировочные устройства со складами топлива, песка, смазочных материалов, служебно-технические, социально-бытовые помещения и другие устройства локомотивного хозяйства. Все перечисленные сооружения находятся в ведении начальника депо.

Главной задачей локомотивного депо является содержание в эксплуатируемом парке требуемого числа единиц исправного подвижного состава. Для ее решения депо располагает контингентом локомотивных бригад, устройствами экипировки (с запасами песка, воды, дизельного топлива и др.), ремонтным производством (с соответствующим управленческим аппаратом).

Руководство работой депо на основе единоначалия осуществляет начальник депо (рис. 1.2), непосредственно начальнику депо подчиняется планово–экономическая группа, группа материально-технического снабжения, группа учета (ТЧУ), бухгалтерия и отдел кадров.

Работой ремонтного цеха руководит заместитель начальника депо по ремонту (ТЧЗР).

Руководство эксплуатационной работой осуществляет заместитель начальника депо по эксплуатации (ТЧЭ), он руководит цехом эксплуатации. В цехе эксплуатации депо работают: локомотивные бригады, дежурные по депо (выполняют диспетчерские функции: текущий учет перемещения локомотивов из эксплуатируемого парка в неэксплуатируемый; организацию экипировки и выдачу средств тяги с локомотивными бригадами в эксплуатацию; контроль дислокации локомотивов на территории депо и т.д.); нарядчики (ведут учет и планирование работы и отдыха локомотивных бригад, обеспечивают своевременную их явку для,

очередной поездки и т.д.); сотрудники группы учета (выполняют предварительную обработку маршрутов машинистов (м.м.), составляют учетные и отчетные документы, заполняют архив; машинисты-инструктора; расшифровщики скоростемерных лент.

Рисунок 1.2. Структурная схема локомотивного депо.

Оперативное управление эксплуатацией (рис.1.3.) начинается с составления графика оборота. Для этого дежурным по депо используется информация о готовности локомотивов и МВПС, расписание движения поездов. Затем нарядчиком назначаются бригады на работу, и осуществляется работа на линии (поездка). В процессе эксплуатационной работы работниками цеха эксплуатации, а также локомотивными бригадами ведется маршрут машиниста формы ТУ-2,ТУ-3. По окончании поездки маршрут машиниста обрабатывается.

Отчетные и учетные формы депо рассчитаны на ручную технологию обработки информации, поэтому не могут рассматриваться как основа для создания

Рисунок 1.3. Оперативное управление работой локомотивов и локомотивных бригад

компьютерной базы данных депо. Однако наличие форм, их объем, и порядок взаимодействия позволяют оценить структуру будущей базы и ожидаемый объем информации. На рис. 1.4 приведена существующая информационная модель депо. Сложная структура взаимодействия учетных форм говорит о существенном дублировании информации, что неизбежно при ручной технологии работы. Поэтому при создании локальной информационной сети депо следует создавать новую структуру базы данных, позволяющую формировать как существующие формы учета и отчетности, так и создавать новые. Отметим, что существовавшие учетные и отчетные формы принимают характер вспомогательных документов, необходимых в основном на переходном этапе или как отчетные формы.

Локомотивное депо как система управления ресурсами предприятия.

В процессе функционирования автоматизированной системы управления возникает необходимость контролировать те или иные параметры протекания процесса. Так же необходимо контролировать работу системы в целом, при необходимости внося корректировки в процесс принятия управленческих решений, для задач, решение которых возложено на автоматизированную систему. Внесение корректировок в процесс работы автоматизированной системы производится в системах поддержки принятия решений (СППР). Успешная работа СППР основана на бесперебойном и безошибочном функционировании систем, которые обеспечивают СППР исходной информацией, а так же исполнительных систем.

АСУТЧ предполагает внедрение на предприятиях локомотивного хозяйства всех уровней единой компьютерной информационно-управляющей системы, что позволяет перейти на безбумажную технологию работы и автоматическое формирование отчетных форм. К информационным функциям АСУТЧ одновременно будут добавлять функции управления. Это, прежде всего, автоматизированный анализ, контроль действий оператора, подсказки в задачах реального времени и др.

Локомотивные депо, как объект инфраструктуры наиболее важен для управления инфраструктурой локомотивного хозяйства по следующим направлениям его работы:

  •  работа с диспетчерским центром управления движением поездов;
  •  оперативное управление работой локомотивов и локомотивных бригад;
  •  обработка маршрутов машинистов;
  •  безопасность движения (расшифровка скоростемерной ленты);
  •  обслуживание ТПС на диагностических и испытательных стендах;
  •  управление технологическими процессами ремонта (работа технологов);
  •  организация работы руководства депо;
  •  логистические задачи (материально-техническое обеспечение);
  •  организация обучения персонала (тренажеры и обучающие системы);
  •  контроль состояния здоровья личного персонала;
  •  подготовка, стажировка кадров.

Основной эффект от применения АРМов в депо достигается за счет снижения трудоемкости рутинной обработки массовых данных, повышения оперативности решения текущих задач по управлению, большой информативности выполняемых анализов информации, появления возможности использовать сложные методики решения оптимизационных задач.

Автоматизация всех рабочих мест локомотивного депо сразу нецелесообразна по целому ряду причин. Во-первых, отсутствие готового программного и технологического обеспечения не позволяет сразу осуществить комплексную автоматизацию рабочих мест. Во-вторых, целесообразность материальных и трудовых затрат на внедрение такой системы требует тщательной проверки. В-третьих, новая система не должна копировать сложившуюся структуру депо, сформировавшуюся в условиях ручной обработки информации.

На данный момент в депо переданы в опытную эксплуатацию и функционируют следующие АРМы:

  •  АРМ дежурного по депо;
  •  АРМ старшего нарядчика;
  •  АРМ нарядчика локомотивных бригад;

- АРМ теплотехника;

- АРМ ТЧУ;

- АРМ Кадры;

- АРМ бухгалтерии;

  •  АРМ техника – расшифровщика;
  •  АРМ психолога;
  •  АРМ ТЧЗЭ;
  •  АРМ инженера.

2.2. Функции и задачи АСУТ в эксплуатационной работе

Оперативные АРМ 

Нарядчик и старший нарядчик:

  •  Ведение книги нарядов: расписание и подход поездов, опоздание поездов.
  •  Работа с бригадами: подвязка, вызов, отмена, "перетаскивание" и др.
  •  Планирование работы бригад: график, выходные дни, больничные листы.
  •  Ведение учетной отчетной документации.
  •  Оперативный контроль: явка бригад под поезд, отдых, приезд и др.
  •  Работа с данными бригад: домашний адрес, телефоны, классность и др.

Дежурный по депо

  •  Формирование плана-графика отправления поездов с автоматической или телефонной связью с локомотивным диспетчером отделения дороги.
  •  Подвязка локомотивов к ниткам графика движения поездов.
  •  Подвязка бригад к ниткам графика движения поездов при взаимодействии с АРМ нарядчика и старшего нарядчика.
  •  Контроль прохождения локомотивов по территории депо.
  •  Формирование графика прибытия.
  •  Ведение настольного журнала дежурного по депо о наличии и изменении состояний ТПС за сутки (настольный журнал дежурного депо, ТУ-1 часть 1).
  •  Взаимодействие с подсистемой ОКДЛ, работающей в АСОУП.
  •  Контроль прохождения предрейсового инструктажа локомотивных бригад.
  •  Контроль прохождения ПРМО локомотивными бригадами.

Цех эксплуатации

Группа учета:

  •  Ручной ввод в ПЭВМ данных с маршрута машиниста и комплексная их проверка.
  •  Таксировка, подсчет расхода электроэнергии, вычисление нормы на поездку (аналогично на топливо).
  •  Вычисление технических измерителей и других показателей, характеризующих работу депо;
  •  Расчет заработной платы за поездку.
  •  Формирование и выдача справок и отчетов о работе депо (за сутки, декаду, месяц и т.д.), в том числе о работе локомотивов (ТХО-5), машинистов (справка теплотехнику) и т.п.
  •   Учет часов простоя локомотива в депо приписки (карточка учета часов простоя локомотива в депо приписки, ТУ-24).
  •  Учет наличия, работы локомотивов (разработочная ведомость №2, 4 раздела отчета о наличии, работе локомотивов).
  •  Учет расхода топлива локомотивом на поездную работу и в депо электропоездов (лицевой счет локомотива, ТУ-10) и формирование отчета о результатах расхода топлива или электроэнергии и работы локомотивов (ТХО-5).
  •  Подготовка в требуемом формате данных для передачи в дорожный ИВЦ, например, талонов лицевых счетов.
  •  Формирование файла о заработной плате машинистов за поездки в течение месяца, преобразование информации и передача ее в АРМ бухгалтера для расчета зарплаты.

Расшифровка скоростемерной ленты:

  •  Расшифровка модулей памяти электронных скоростемеров.
  •  Выявление нарушений допущенных при ведении поезда.
  •  Формирование отчетов о допущенных нарушениях.
  •  Ведение журналов учета нарушений машинистов.

Управление работой локомотивных бригад:

  •  Планирование работы локомотивных бригад.
  •  Расчет необходимого штата локомотивных бригад.
  •  Расчет типового графика работы и отдыха локомотивной бригады.
  •  Формирование расписаний работы локомотивных бригад на месяц и ежесуточный учет фактического распаривания локомотивных бригад.
  •  План раскрепления локомотивных бригад на месяц.
  •  Учет работы локомотивных бригад.
  •  Учет медицинских осмотров и проведения совместимости локомотивных бригад.
  •  Учет талонов машинистов.

Машинисты-инструкторы:

  •  Учет наличия аварий.
  •  Учет талонов.
  •  Учет классности машинистов.
  •  Учет медицинского состояния.
  •  Учет расхода электроэнергии и топлива.
  •  Работа с машинистами по режимным картам ведения поезда.
  •  Соблюдение регламента использования тормозного оборудования.
  •  Формирование план-графика повышения квалификации машинистов и помощников машинистов на период (год, месяц).
  •  Учет посещаемости занятий, оперативных совещаний и др.
  •  Формирование плана раскрепления бригад на период (год, месяц).
  •  Участие в ведении и анализ базы данных «Формуляры машинистов».
  •  Планирование, учет и анализ контрольно-инструктивных поездок.
  •  Учет выполненной работы машинистом-инструктором.

Основные функции управления производством (ТО И ТР)

Технико-экономическое планирование:

  •  Поддержка нормативно-справочной информации:
  •  специфицированные нормы расхода сырья, материалов в разрезе технологических операций и структурных подразделений;
  •  пооперационные технологические процессы (нормы времени, расценки, технологическое оборудование, инструмент, оснастка).
  •  Планирование ремонтных работ:
  •  формирование производственного плана на каждый месяц;
  •  пересчет производственных показателей при изменении плана;
  •  формирование программы ремонтных работ;
  •  оценка выполнимости программы ремонтных работ;
  •  формирование сбалансированного по ресурсам плана;
  •  оценка сводных потребностей в материалах и трудозатратах.
  •  Расчет плановой себестоимости:
  •  расчет нормативных затрат на проведение ремонтных работ;
  •  расчет свода затрат на проведение ремонтных работ;
  •  расчет сводных смет затрат по цехам и сметы затрат по депо;
  •  расчет нормативных калькуляций на месяц по депо и его подразделениям;
  •  расчет плановых цен.

Управление ТО и ТР локомотивов:

  •  Прогнозирование неисправностей ТПС и его оборудования.
  •  Анализ неисправностей.
  •  Отчеты о неисправностях ТПС и его оборудования за период (квартал, месяц).
  •  Планирование ремонтов и технического обслуживания локомотивов.
  •  Формирование годового плана текущего ремонта локомотивов.
  •  Расчет и корректировка плана ТО и ТР ТПС на период (год, квартал, месяц).
  •  Расчет календарного плана-графика постановки ТПС в ремонт и на техническое обслуживание.
  •  Расчет плана-графика работы ремонтных бригад на период (месяц, декада).
  •  Материально-техническое обеспечение ремонта и технического обслуживания локомотивов.
  •  Расчет потребности в материалах и запчастях (оборудовании) для проведения деповского ремонта и технического обслуживания ТПС (на год, квартал, месяц).
  •  Расчет потребности в ремонтных рабочих для проведения деповского ремонта и технического обслуживания локомотивов.
  •  Расчет потребности в технологическом оборудовании для проведения деповского ремонта и технического обслуживания локомотивов.
  •  Учет выполнения деповского ремонта и технического обслуживания ТПС.
  •  Ведение электронного паспорта локомотива и МВПС.
  •  Ведение книги записи ремонта локомотивов, ж.д. кранов (ТУ 28).
  •  Ведение книги учета технического обслуживания ТПС и МВПС (ТУ 150).
  •  Ведение книги готовности локомотива после ремонтов (ТУ 125).
  •  Учет повреждений и неисправностей локомотивов и оборудования (ТУ 29).

Автоматизированные системы технического диагностирования (АСТД):

  •  Встроенные АСТД отдельных узлов ТПС (дизель, выпрямитель, АСУ и др.).
  •  Бортовая АСТД (контроль основных диагностических параметров и опрос встроенных систем диагностирования).
  •  АСТД цепей управления.
  •  АСТД силовых преобразователей.
  •  АСТД колесно-моторных блоков (КМБ).
  •  АСТД вспомогательных машин.
  •  АСТД токоприемников.
  •  АСТД электрических аппаратов.
  •  АСТД бандажей колесных пар.
  •  АСТД экипажной части (кроме КМБ).
  •  Контроль динамики движения поезда.
  •  Контроль схода вагонов с рельс.
  •  АСТД дизель-генераторного блока (в том числе реостатные испытания).
  •  АСТД автотормозов.
  •  Общефункциональная диагностика локомотивов.

 Техническая база комплекса АРМ цеха эксплуатации.

           Сервер.

Комплекс АРМ цеха эксплуатации локомотивного депо построен по клиент-серверной технологии.

В каждом локомотивном депо устанавливается сервер, на котором расположена база данных (БД), хранящая всю информацию, поступающую с АРМ и других программ, входящих в комплекс. Сервер так же отвечает за доступ к данным в многопользовательском режиме, за их обработку и передачу на клиентские рабочие места по локальной вычислительной сети (ЛВС).

На рис. 3.1. представлена структурная схема комплекса ТЧБ.

Рисунок 3.1. Структурная схема комплекса ТЧБ

Требования к аппаратному и программному обеспечению сервера определяется требованиями используемой версии SQL Server 2000 и операционной системы (рекомендуется Windows NT4/2000 Server). Чем мощнее компьютер, используемый в качестве сервера, тем быстрее будут выполняться запросы, обрабатываемые на нём. Рекомендуется не менее: P4, 512 RAM, HDD 80 GB.

На сервере должен быть установлен Windows 2000 Server Enterprise Edition и организован на его базе контролер домена.

Для нормального функционирования БД необходимо настроить автоматическое резервное копирование БД и автоматическую очистку журнала транзакций.

Рабочие места (клиентская часть)

Под клиентским рабочим местом подразумевается программа-клиент, с которой производится непосредственная работа того или иного работника. Все клиентские рабочие места обмениваются информацией с базами данных ТЧБ, расположенными на сервере депо.

На рабочих местах должен быть установлен Windows 2000/XP. Рекомендуется использование Windows 2000\2003 Professional. В качестве рабочих мест необходимо использовать компьютеры не хуже: PIII-1700MHz/512Mb/80Gb.

Для функционирования АРМ на клиентских рабочих местах требуется установить Microsoft Data Access Components версии 2.6 и выше. Так же, вместо этого можно установить Microsoft SQL Server 2000 в режиме Client connectivity only.

4. Локальная вычислительная сеть локомотивного депо

ЛВС должна обеспечивать:

функционирование распределенных программных комплексов ТЧ-8;

документооборот и управление им внутри депо на базе "безбумажной" информационной технологии;

реализацию интерактивного, функционального взаимодействия пользователей всех структурных подразделений с возможностью доступа с каждого рабочего места системы к требуемой информации, имеющейся в сети для оперативного контроля, анализа и принятия решений;

обмен информацией между работниками как в пределах корпусов ТЧ-8, так и в рамках дорожной информационной сети;

централизованное хранение ответственной информации;

информационную безопасность;

отказоустойчивую работу;

масштабируемость – возможность подключения дополнительных рабочих мест в перспективе при увеличении числа рабочих мест без замены оборудования ЛВС.

На рис. 4.1. показана обобщенная структурная схема ЛВС депо.

По пропускной способности ЛВС делятся на три группы:

  •  ЛВС с малой пропускной способностью (скорость передачи данных в пределах до десятка мегабит в секунду), использующие чаще всего в качестве каналов связи тонкий коаксиальный кабель или витую пару;
  •  ЛВС со средней пропускной способностью (скорости передачи несколько мегабит в секунду), использующие чаще всего в качестве каналов связи толстый коаксиальный кабель или экранированную витую пару;
  •  ЛВС с большой пропускной способностью (скорость передачи данных сотни и даже тысячи мегабит в секунду), использующие чаще всего в качестве каналов связи волоконно–оптические кабели.

Рисунок 4.1. Обобщенная структурная схема ЛВС депо

Я предлагаю вариант сети на базе витой пары проводов. Он предусматривает подключение рабочих станций к файл-серверу через концентратор. Один концентратор в состоянии поддерживать работу 12 станций, расположенных на расстоянии до 120 метров от него. Концентраторы можно соединять каскадами, и максимальное число сегментов в сети может составлять 1024.

Таким образом, для реализация локальной вычислительной сети возможна в двух вариантах топологии:

  •  шинной;
  •  звездообразной.

ЛВС предоставляет пользователям следующие возможности:

  •  прозрачность доступа локальных и удаленных пользователей к ресурсам сети;
  •  коллективное использование файлов при доступе к файловому серверу с рабочих станций, работающих под управление различных операционных систем;
  •  доступ к электронной почте;
  •  работа с СУБД различных типов;
  •  передача и обработка данных с использованием протоколов, как TCP/IP, SPX/IPX, Net BEUI, NCP.

Связующей сетевой средой является технология FAST ETHERNET. Каждому абоненту ЛВС позволяет использовать канал FAST ETHERNET.

При такой инфраструктуре ЛВС основная нагрузка приходится на линии, связывающие коммутаторы зданий. Однако современные технологии канального уровня предоставляют достаточную пропускную способность – семейство Fast Ethernet дают возможность использовать скорости 100Мбит/c (что составляет эффективный поток примерно 9Мбайт/с чисто пользовательских данных). Кроме того, применяемые для построения ЛВС модели коммутаторов и маршрутизаторов должны иметь модульное исполнение, что позволит менять тип портов и, соответственно, скорости связей. Это необходимо для более точного их соответствия интенсивности имеющегося трафика.

Локальная сеть состоит из четырех отдельных функциональных областей – области рабочих станций, области серверов, области соединения с глобальной сетью и магистрали. Каждая из областей наилучшим образом справляется с определенным кругом задач.

Топология сети

Для депо больше всего подходит топология типа звезда.

Звезда (star) при котором к одному центральному компьютеру присоединяют остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию связи.

Топология в виде «звезды» является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительный сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая, по сравнению с достигаемой в других топологиях.

Вся информация между двумя рабочими местам проходит через центральный узел вычислительной сети. Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой станции.

Производительность вычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центрального файлового сервера. Он может быть узким местом вычислительной сети. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети.

Центральный узел управления – файловый сервер реализует оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра.

Выбираем вариант основанный на неполносвязаной топологии, когда для обмена данными между двумя компьютерами может потребоваться промежуточная передача данных через другие узлы сети.

При топологии типа «звезда» компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором, который находится в центре сети. В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. Главное преимущество этой топологии – существенно большая надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправности концентратора может вывести из строя всю сеть. Кроме того, концентратор может играть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.

К недостаткам топологии типа «звезда» относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора.

Концентраторы

Кабельные концентраторы – это управляющие центры, которые используются для управления и отслеживания сетей масштаба предприятия.

Концентраторы осуществляют переключение потока данных из канала (каналов) на другой (другие). В системе телеобработки данных концентраторы, являющиеся устройствами удаленного согласования, обычно переключают потоки данных от нескольких низкоскоростных каналов на меньшее число более скоростных методом асинхронного временного уплотнения. Эти устройства приобрели популярность с ростом сети 10 BASE-T звездной конфигурации. Пользователи расширяют свои сети путем дополнительных 10- или 12-портовых концентраторов и соединительных кабелей. Шина расширения в модуле концентратора становится основным кабелем сети, а пользователи могут добавлять к концентратору платы расширения по мере необходимости.

В нашем случае будем использовать стековый концентратор, который имеет фиксированное число портов, выполнен в виде отдельного корпуса без возможности замены отдельных его модулей. Стековые концентраторы имеют специальные порты и кабели для объединения нескольких таких корпусов в единый повторитель, который имеет общий блок повторения, обеспечивают общую ресинхронизацию сигналов для всех своих портов и поэтому с точки зрения правила 4-х хабов считается повторителем. Стековые концентраторы могут поддерживать различные физические среды передачи, что делает их почти такими же гибкими, как и модульные концентраторы, но при этом стоимость этих устройств в расчете на один порт получается ниже, так как сначала предприятие может купить одно устройство без избыточного шасси, а потом нарастить стек еще несколькими аналогичными устройствами.

Сетевые адаптеры

Сетевой адаптер вместе со своим драйвером реализует второй, канальный уровень открытых систем в конечном узле сети – компьютере.

Сетевой адаптер совместно с драйвером выполняют две операции передачу и прием кадра.

 Протоколы

Для общения компьютеров друг с другом используются созданные протоколы общения. Как основной сетевой протокол ЛВС будем использовать TCP/IP.Основу этой системы составляют два протокола:

  •  Internet Protokol (IP) – межсетевой протокол, выполняет функции сетевого уровня модели OSI;
  •  Transmission Control Protokol (TCP) –протокол управления передачей, выполняет функции транспортного уровня модели OSI.

База данных АСУТЧ

Информационная модель АСУТЧ

Цель создания информационной модели АСУТЧ - повысить эффективность обработки, хранения, накопления и отображения информации; максимально полно факторизовать проходящие процессы и выявлять сложные закономерности, в том числе и в фоновом режиме; универсально хранить и обрабатывать разнородную информацию; синхронизировать работу нескольких групп разработчиков; переводить под работу в АСУТЧ уже существующие АРМ. Все это в свою очередь, влечет уменьшение затрат и увеличение эффективности работы локомотивного хозяйства. Цель достигается за счет:

  1.  Заложенной в систему возможности выполнения фоновых аналитических процессов.
  2.  Перехода на безбумажную технологию работы, автоматическое формирование отчетных форм, поддержку и контроль принимаемых решений.
  3.  Усовершенствования структуры хранения и представления информации.
  4.  Применения принципиально новых методов обработки информации.

Основные положения

В основе предлагаемой модели лежит представление о базе данных локомотивного хозяйства как целостной системе, состоящей из физических объектов (субъектов), обладающих различными свойствами (паспортными данными) и участвующими в различных событиях. Модель позволит реализовать главные принципы построения АСУТЧ: универсальность (унифицированное программное и технологическое обеспечения), адаптивность (возможность настройки АСУТЧ на особенности работы отдельных депо и служб), этапность (возможность функционирования АСУТЧ при внедрении отдельных АРМ поэтапно) и наращиваемость (возможность расширения функциональности АСУТЧ).

Суть подхода к ведению баз данных – описание абстрактного субъекта базы данных, обладающего определенным набором свойств, составом элементов и участвующим в различных событиях. Свойства субъекта предложено представлять в виде классов, являющихся конечными узлами иерархического дерева метаклассов. Предлагаемый подход позволяет применить единый методологический и программный подход к описанию, как самих субъектов, так и методов работы с ними.

Основное отличие предлагаемой информационной модели от прочих заключается в способе представления данных. Методы представления существующих систем ориентированны на описание значимых параметров объектов, а не их сущности, что ведет к недостаточности сведений об объектах и связях между ними. Эта недостаточность связана с различием в представлении информации в СУБД и человека. Человек использует три процесса – категоризацию, абстрагирование и конкретизацию – для оперирования информацией. Предлагаемая модель, в свою очередь, имеет предметно - центрированную природу, т.е. она описывает не признаки объектов, а сами объекты и их связи, чем максимально приближается к человеческой модели мышления. По аналогии с человеческим процессом категоризации, информация в информационной модели АСУТЧ хранится в иерархическом виде.

Требования к информационному обеспечению и базам данных

АСУТЧ имеет собственную базу данных (СБД-Т), являющуюся частью общей базы данных дороги (СБД-И). При этом основные нормативно-справочные данные хранятся не в СБД-Т, а в СБД-Ц, являющейся частью СБД-И.

АСУТЧ строится как единая корпоративная информационно-управляющая система, состоящая из локальных информационных сетей предприятий локомотивного хозяйства, функционирующая в рамках КИВС и использующая СПД в основе. Имеются четыре уровня управления: уровень локомотивных депо (АСУТ-ТЧ), уровень службы локомотивного хозяйства дорог (АСУТ-Т), уровень региона управления (АСУТ-Р) и уровень Департамента локомотивного хозяйства (АСУТ-ЦТ). Возможен дополнительный уровень отделения дороги (АСУТ-НОДТ) за счет делегирования части функций уровня АСУТ-Т.

При работе с информацией АСУТЧ использует технологию репликации, что означает наличие на каждой железной дороге (а в дальнейшем в МПС) единой базы данных с поддержкой на серверах всех локальных сетей копий необходимой для работы части СБД-Т. Такой подход позволяет совместить достоинства централизованной базы данных с надежностью работы с локальной информацией.

АСУТ функционирует как состоящая из динамически формируемых автоматизированных рабочих мест (АРМ): в АСУТ нет жесткого закрепления тех или иных ее функций за определенными рабочими местами: функциональный набор АРМ определяется администратором сети, исходя из специфики функционирования предприятия, объема работы, подготовленности кадров и др. Предполагается поэтапная реализация этих функций. Дальнейшее развитие АСУТЧ должно происходить в соответствии с формулированными тенденциями развития локомотивного хозяйства. В перспективе должен быть осуществлен переход на безбумажную технологию работы.

Отчетные формы в АСУТЧ формируются в формате MS Excel, что дает пользователю возможность работать с полученным отчетом на экране, распечатывать его на принтере, сохранять в виде отдельного файла, вставлять в собственный документ и др. Открытая идеология работы с отчетными формами должна дополнительно повысить эффективность управления в локомотивном хозяйстве.

В АРМ руководителей, в том числе в контурах управления, должна быть создана комплексная система поддержки принятия решения (СППР), использующая экспертные системы, теорию нечетких множеств, нейронных сетей, кластерный, корреляционный и факторный анализ, теории надежности, теории очередей и др.

Для реализации АСУТЧ предлагается специальная информационная модель базы данных локомотивного хозяйства. В основе модели лежит представление о базе данных как целостной системе, состоящей из субъектов, обладающих различными свойствами (паспортными данными) и участвующими в различных событиях. В настоящем документе рассмотрена суть предлагаемой модели.

Общепризнанными, освоенными и хорошо зарекомендовавшими себя на практике свойствами СУБД являются:

  •  возможность хранения и обработки непротиворечивой совокупности взаимосвязанных данных в виде БД;
  •  устранение избыточности данных;
  •  поддержание логической структуры БД, адекватно отражающей потребности предметной области;
  •  обеспечение сохранения и восстановление всей совокупности данных вне зависимости от способов их хранения на протяжении всего процесса их обработки;
  •  обеспечение целостности, надежности и восстановления БД при накоплении, обработке и хранении в ней данных на протяжении всего времени их использования в составе автоматизированной системы; кроме того, использование СУБД в предметной части на современном этапе построения высоко технологичных автоматизированных систем отрасли, для организации работы в единой информационной среде, должно позволять:
  •  проводить территориально распределенную обработку данных;
  •  описывать данные в реляционной или объектно-реляционной моделях их хранения;
  •  хранить и обрабатывать в перспективе данные на принципах «хранилища данных»;
  •  использовать данные для обработки в технологиях Internet/Intranet;
  •  хранить и обрабатывать не только атрибутивные, но и геоинформационные данные;
  •  искать и обрабатывать данные в многоуровневой среде их хранения;
  •  выполнять все функции СУБД с обеспечением необходимого уровня информационной безопасности хранения, передачи и обработки данных.

Формирование описанной информационной среды осуществляется путем создания систем баз данных, обеспечивающих необходимой информацией объекты и подразделения локомотивного хозяйства и имеющих необходимый состав функциональных возможностей. Необходимо, чтобы архитектура баз данных в информационной среде была бы информационно прозрачна для решения задач по управлению инфраструктурой хозяйства. Она должна иметь математический аппарат обработки информации и создаваться согласно структуре системы БД по управлению инфраструктурой железнодорожного транспорта.

База данных АСУТЧ должна обладать следующими основными функционально-технологическими характеристиками:

  •  многоуровневость;
  •  централизованность по структуре и управлению;
  •  рассосредоточенность по содержанию с возможность доступа по территориально-распределительной сети.

Требуемые функционально-технологические характеристики баз данных АСУТЧ должны обеспечиваться за счет применения СУБД, имеющих следующие свойства и соответственно компоненты:

  •  возможность объектного представления предметной области (выделение и описание информационных объектов, объектов управления и связей между ними);
  •  механизм репликации;
  •  современные пользовательские интерфейсы, в частности для создания SQL приложений.

АСУ локомотивного депо построена на базе СУБД (Система Управления Базой Данных) ORACLE и может использовать в качестве Сервера Базы данных ЭВМ практически любой архитектуры с любой операционной системой.

ORAСLE доступен более чем на 80 платформах, в том числе и на платформах с операционными системами Windows NT.

Литература:

  1.  Автоматизированная система управления локомотивным хозяйством. АСУТ. Под редакцией д.т.н., профессора И.К.Лакина – М.: ОЦВ, 2002, 516с.

  1.  Концепция и программа информатизации железнодорожного транспорта / В.Е.Малявко ,Ф.Д.Лист//Автоматика телемеханика и связь ,-№7,2000 г.

  1.  Microsoft Corporation. Реализация баз данных Microsoft SQL Server 7.0. Учебный курс: официальное пособие Microsoft для самостоятельной подготовки/ Пер. с англ. – М.: Издательско-торговый дом “Русская Редакция”, 2000. – 528 с.: ил.

  1.   Локальные вычислительные сети. Справочник .Под ред. С.В. Назарова, Москва. "Финансы и статистика",1994 год.

  1.  Олифер В.Г.,Олифер Н.А. Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы. - Санкт-Петербург: "Питер",2000 г.

  1.  Каган Б.М., Мкртумян И.Б. Основы эксплуатации ЭВМ. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 376 с.
  2.  Расчеты автоматизированных систем управления ( на примерах АСУ железнодорожным транспортом ) / Г. В. Дружинин, Э. К. Лецкий, В. И. Панкратов, А. Н. Печенкин и др.; Под ред. Докт. Техн. Наук Г. В. Дружинина.-М.: Транспорт, 1985. 223 с.


Клиентские рабочие места

арядчик

Инструктаж

Медработник

Психолог

Машинист-инструктор

Отчёты

Программа настройки системы

БД АСУТ

Клиент диспетчера сообщений ОКДБ

Сервер депо

АРМ ТЧД

Клиентские рабочие места


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

85037. Взаимоотношения подростка и общества. Правовая ответственность несовершеннолетних 30.94 KB
  Проанализировать основные причины правонарушений совершаемых в подростковом возрасте; разобрать с учащимися отдельные положения Уголовного кодекса РФ предусматривающие уголовную ответственность несовершеннолетних. Основные причины правонарушений совершаемых подростками. Эти знания позволят каждому избежать правонарушений которые совершаются случайно за компанию и не стать преступником. Изучение совершенных подростками правонарушений показывает что в большинстве случаев эти поступки явились следствием притязаний молодых людей на...
85038. Здоровый образ жизни и безопасность жизнедеятельности 31.03 KB
  Сформировать у учащихся целостное представление о том что здоровый образ жизни залог безопасности человека в повседневной жизни и в различных опасных и чрезвычайных ситуациях. Общие понятия о культуре безопасности жизнедеятельности. Уровень культуры безопасности жизнедеятельности как критерий определения уровня здоровья и безопасности. Подчеркнуть что общая культура населения нашей страны в области безопасности во многом не соответствует реальным условиям жизнедеятельности она отстает от стремительных темпов развития цивилизации.
85039. Первая медицинская помощь пострадавшим и ее значение 31.59 KB
  Познакомить учащихся с правилами оказания первой помощи и средствами которые могут быть использованы при этом. Сформировать у них убеждение в том что каждый человек должен владеть приемами в оказании первой медицинской помощи пострадавшим. Общие правила оказания первой медицинской помощи. Средства используемые при оказании первой медицинской помощи.
85040. Первая медицинская помощь при отравлениях аварийно химически опасными веществами (АХОВ) 25.42 KB
  Первая медицинская помощь при отравлениях аварийно химически опасными веществами АХОВ Цель урока. Познакомить учащихся с правилами оказания первой медицинской помощи при отравлении наиболее распространенными аварийно химически опасными веществами аммиаком и хлором. Если такой возможности нет повторить с учащимися какие химически опасные вещества относятся к АХОВ напомнить что наиболее распространенными АХОВ являются аммиак и хлор. Контрольные вопросы Какие вещества называются аварийно химически опасными Каковы признаки отравления...
85041. Первая медицинская помощь при травмах. Первая медицинская помощь при утоплении 27.1 KB
  Познакомить учащихся с правилами оказания первой медицинской помощи при переломах вывихах растяжениях и разрывах связок. Познакомить учащихся с правилами оказания первой медицинской помощи при утоплении. Объяснить правила оказания первой медицинской помощи при травмах: при переломах; при вывихах растяжениях и разрывах связок; при растяжении мышц и сухожилий. При этом подчеркнуть что объем мероприятий первой медицинской помощи зависит от тяжести состояния пострадавшего.
85042. Пожары в жилых и общественных зданиях, их причины и последствия 31.81 KB
  Дать учащимся представление о значении огня в жизнедеятельности человека о причинах возникновения пожаров и их возможных последствиях для безопасности человека. Изучаемые вопросы Значение огня в жизнедеятельности человека. Используя материалы курса истории обсудить с учащимися значение огня в жизнедеятельности человека на разных этапах развития общества. Благодаря использованию огня человек становился все меньше зависимым от природных условий существования.
85043. Профилактика пожаров в повседневной жизни и организация защиты населения. Права, обязанности и ответственность граждан в области пожарной безопасности 31.93 KB
  Права обязанности и ответственность граждан в области пожарной безопасности. Разъяснить учащимся значение профилактики пожаров; обсудить основные направления деятельности человека по обеспечению пожарной безопасности. Сформировать у учащихся чувство ответственного отношения к правилам пожарной безопасности к рекомендациям специалистов по правилам поведения для обеспечения личной безопасности во время пожара. Основные направления деятельности человека по обеспечению пожарной безопасности.
85044. Безопасное поведение на водоемах в различных условиях 33.55 KB
  Оказание помощи терпящим бедствие на воде. Закрепить знания правил безопасного поведения на воде во время купания во время водных походов в условиях аварийной ситуации возникшей во время водного пожара. Познакомить учащихся с основными способами оказания помощи терпящим бедствие на воде. Изучаемые вопросы Значение воды в жизнедеятельности человека безопасность на воде.
85045. Загрязнение окружающей природной среды и здоровье человека 31.48 KB
  Загрязнение окружающей природной среды и здоровье человека Цель урока. Сформировать у учащихся убеждение в необходимости сохранения окружающей природной среды и формирования у каждого человека культуры в области экологической безопасности. Изучаемые вопросы Влияние жизнедеятельности человека на загрязнение окружающей среды. Загрязнение атмосферы почв и природных вод в результате жизнедеятельности человека.