Лекции АСУ

Лекции АСУ

Автор: Administrator

12.10.2009 22:09

Если возникли вопросы http://vkontakte.ru/rystuk

1.3. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Информационное обеспечение, информационный фонд, информационная база, автоматический банк

данных, система информации — далеко не полный перечень терминов, под которыми

подразумевается информационная система (ИС). Анализ работ, посвященных теоретическим и

практическим разработкам в области информационных систем, позволяет выделить два варианта

определения сущности и назначения информационных систем в управлении.

Одна группа авторов придерживается мнения, что ИС представляет собой совокупность средств и

методов сбора, регистрации, передачи и преобразования информации. Такой подход по существу

отождествляет ИС с системой обработки данных. В этом случае на первый план выдвигаются работы

по совершенствованию техники сбора и регистрации данных, увеличению скорости их

преобразования и получения конечного результата, т. е. совершенствуется техническое обеспечение

системы обработки данных, технологический процесс и процедуры их преобразования.

Другая группа авторов определяет ИС как совокупность средств и методов совершенствования

непосредственно системы управления производственными объектами, рационализации

управленческих процессов, эффективности принятия решений.

Сложность объекта исследования, по-видимому, является главной причиной того, что в настоящее

время нет однозначного и общепризнанного определения понятия «информационная система».

Многие трактовки этого понятия построены в зависимости от совокупности используемых методов и

средств создания информационной системы, ее состава и структуры, условий функционирования. В

определенной степени ряд таких определений для частных случаев может оказаться верным и

полезным.

ИС можно понимать как совокупность средств и методов, позволяющих собирать, перемещать,

обрабатывать и передавать пользователю отобранную информацию. В общем случае понятие ИС

включает в себя организационно-техническую подсистему, представляющую собой комплекс

методов и средств удовлетворения информационной потребности пользователей, а также

своевременной выдачи информации, полученной в результате ее сбора и обработки. Данное

определение можно было бы принять как наиболее полное, однако необходимо заметить, что

главный элемент — пользователь — здесь выделен из понятия ИС.

Основное назначение ИС — удовлетворение информационных потребностей пользователей. Только

пользователь в процессе управления и принятия решений может определить, выполняет ли ИС свое

назначение.

Параметры и особенности ИС весьма индивидуальны для каждого предприятия. Являясь

относительно стабильными по составу элементов, ИС требуют достаточной точности измерений и

фиксации различных множеств параметров, высокой надежности обработки данных. На них

Лекции АСУ http://zolotou.ru/index.php?view=article&catid=1:latest-news&id=141:n...

Стр. 1 из 98 22.03.2011 0:06

накладываются сравнительно жесткие ограничения, диктуемые характером технологических

процессов, нормативными актами, инструкциями и приказами вышестоящих органов,

установленными формами документации и документооборота на предприятии. Следовательно,

создание каждой конкретной ИС управления должно рассматриваться комплексно, в нескольких

аспектах:

организационном (принципы организации ИС и взаимодей ствия ее элементов);

технологическом (методы обработки информации и техноло гия реализации этих методов);

техническом (возможности современных средств вычислитель ной и организационной

техники).

ИС управления производственными объектами (предприятиями, объединениями) характеризуются

специфическими признаками. Такие системы характеризуются непосредственным взаимодействием

с пользователями различных рангов, функционированием режима реального времени.

Если в основу определения понятия информационной системы положить ресурсный подход, то ИС

может трактоваться как совокупность средств и методов производства, накопления, преобразования

и использования информационных ресурсов предприятия в целях осуществления пользователями

основных функций управления. ИС определяют и как методологию, организацию, элементы

технического и программного обеспечения, необходимые для ввода и получения определенной

информации в соответствии с требованиями пользователя.

При создании ИС большое внимание уделяется технике ввода информации, обеспечивающей связь

производственного процесса с информационной системой. Главной же задачей при отработке этого

взаимодействия является анализ того, каким образом выходные данные ИС могут обеспечить

эффективность функционирования системы управления.

В последнее время получают развитие многофункциональные интегральные информационные

системы (корпоративные ИС), предназначенные для работы в любых режимах, т. е. объединяющие

свойства и особенности различных систем.

Автоматизация обработки данных с помощью ЭВМ требует построения рациональных потоков

информации, формализации ее представления и создания специальных методов организации и

обработки данных. Если в неавтоматизированных системах информационные процессы

характеризуются большой трудоемкостью и дублированием процедур, что приводит к нарушению

преемственности потоков информации и снижению достоверности получаемых данных, то

применение ЭВМ обеспечивает их синтез, единую информационную базу и многоцелевое

использование данных в процессе решения функциональных задач.

Теоретические исследования и практический опыт внедрения АСУ показывают, что разработки ИС

должны базироваться на ряде основных организационно-методических принципов и положений. К

ним относятся:

методологическое единство проектирования ИС (на основе си стемного подхода определяются

совокупность объектов управле ния, состав информационной базы и ее взаимность с

решаемыми задачами);

системность и совместимость элементов ИС (реализация этого принципа означает создание

взаимоувязанной совокупности форм обмена информацией, классификаторов, кодов,

обеспечивающих обмен информацией на всех звеньях АСУ;

унификация и структуризация форм обмена информацией, включая унификацию и

сокращение числа форм входных и выход ных документов;

интеграция обработки данных, обеспечивающая одноразовость ввода информации при


Стр. 2 из 98 22.03.2011 0:06

многократном ее использовании.

Итак, проектирование ИС управления как совокупности методов и средств организации, обработки и

выдачи необходимой пользователю информации должно рассматриваться и с точки зрения

определения состава, структуры и закономерностей преобразования информации, характеристик

движения и методик получения необходимых данных.

Информационные ресурсы — это совокупность данных, имеющих смысловую нагрузку,

отражающих всю производственно-хозяйственную деятельность предприятия и документально

зафиксированных на различного вида носителях. Они могут быть использованы в управлении как

фактор увеличения объема производства и повышения его эффективности. В качестве особого

фактора производства информационные ресурсы почти не исследованы. В общем виде

информационные ресурсы по содержанию представляют собой отображение реальных процессов

производства, зафиксированных в проектно-конструкторской документации, плановых и отчетных

документах, нормативных, инструктивных материалах и т. п. При этом качество информационных

ресурсов определяется адекватностью даваемого ими отображения действительности,

возможностями их использования в практической деятельности. Концентрируются они, как правило,

в совокупности различных по своему назначению и методам формирования управленческих

документов, в системах обработки данных, информационных системах управления.

Информационные ресурсы относятся к числу воспроизводимых, процесс их воспроизводства имеет

важные особенности по сравнению с другими видами производственных ресурсов: он состоит из фаз

производства, распространения и использования.

Фаза производства информационных ресурсов представляет собой процесс познания состояния

производственно-хозяйственной деятельности объекта управления. Регистрация, сбор и передача

информации — первая стадия в процессе производства информационных ресурсов. Следующая

стадия — обработка данных наблюдения и их анализ, назначением которых является обобщение

факторов и установление существенных связей между явлениями.

Фаза распространения специфична для информационных ресурсов. Необходимость ее связана с

особым свойством информации: она не расходуется при использовании, а передача информации от

источника к пользователю не означает, что источник их лишается. Одни и те же данные могут быть

использованы много раз для решения различных задач. Основным ограничением при этом является

время, в течение которого они сохраняют актуальность. Отсюда следует, что объем имеющихся

информационных ресурсов предприятия зависит не только от масштабов их производства, но и от

того, насколько широка сфера их использования, до какого числа пользователей доводится

информация. Важным аспектом распространения информации является обеспечение накопления,

хранения и быстрого доступа пользователей к конкретным данным, необходимым для решения

основных задач управления. Именно для этих целей и создаются АС обработки информации на базе

использования современных средств вычислительной техники.

Использование информационных ресурсов происходит, как правило, в сфере управления. Наиболее

важным его результатом являются принимаемые управленческие решения. Заметим, что для

различных элементов информационных ресурсов характерны разные периоды сохранения

актуальности или сроки использования. Наибольшие сроки использования в условиях управления

предприятием имеют данные, необходимые для перспективного и текущего управления, наиболее

коротки они для оперативной производственной информации. Данные с длительными сроками

использования имеют много общего с основными фондами: они многократно используются в

различных функциональных задачах подготовки и принятия управленческих решений. В сущности

их можно назвать информационными основными фондами. Информационные основные фонды —

это информационные ресурсы, отражающие относительно постоянные данные (например,


Стр. 3 из 98 22.03.2011 0:06

нормативы трудоемкости и расхода материалов, технология изготовления деталей, узлов и т.д.).

Правомерно полагать, что информация с периодом полуобновления больше года может быть

отнесена к основным фондам.

По аналогии сведения и данные, используемые на небольших интервалах времени (например, не

более квартала, месяца), можно рассматривать как информационные оборотные фонды. Они

включают информацию о квартальных и месячных планах, учетную информацию, сводную

аналитическую квартальную и годовую информацию и т.д. Как правило, информационные

оборотные фонды — это производная информация, полученная в результате преобразования данных.

При проектировании и функционировании различных производственных и управляющих систем их

информационные основные и оборотные фонды должны рассматриваться наравне с обеспечением

их материальными ресурсами.

Особенностью информационных ресурсов является то, что информационное воздействие в

экономике выступает как взаимозаменяемый ресурс по отношению к таким ресурсам, как труд,

сырье, энергия, фонды. Чем лучше используются информационные фонды, тем меньше

неопределенности о ходе производственного процесса и больше возможностей в рациональном

использовании производственных ресурсов предприятия.

В то же время процесс использования информационных ресурсов существенно отличается от

расхода производственных ресурсов. Основной его особенностью является возможность

многократного использования информационных ресурсов. Однако при длительном хранении и

использовании информационные ресурсы стареют и подлежат постоянному обновлению, период

которого определяется условиями и параметрами функционирования основного производства.

В условиях использования средств ВТ информационные ресурсы предприятия представляют собой

совокупность данных (зафиксированных в первичных документах) информационного фонда

(массивы нормативных, справочных, плановых и учетных данных на машинных носителях) и

информации, выдаваемой пользователям ИС.

Стоимость создания, хранения и использования информационных ресурсов достаточно высока и

переносится на стоимость управления в целом. Поэтому эффективность использования

информационных ресурсов всецело обусловливает действенность управления процессом

производства на предприятиях. Чем качественнее управление, тем рациональнее используются

информационные ресурсы. Особенно большую стоимость имеют основные информационные

фонды, так как на их создание в условиях использования ВТ уходит много средств и времени.

Практически реализация производства информационных ресурсов находит отражение в создании и

поддержании рабочего состояния основных массивов в ИС управления (банка данных). При этом

сформированные массивы нормативной информации представляют собой основные

информационные фонды. Массивы плановой информации и данные, отражающие ход

производственного процесса, можно отнести к оборотным информационным фондам. Таким

образом, банк данных ИС состоит из основных и оборотных информационных фондов, средств и

методов их производства, преобразования и подготовки к использованию.

Создание ИС как основы автоматизации управленческих решений — это разработка форм и методов

использования информационных ресурсов, отображающих производственно-хозяйственную

деятельность управляемых объектов и процессов. Практическая реализация такой системы может

быть конкретизирована в различных аспектах: в методах и формах классификации информационных

ресурсов, в принципах структурной организации массивов и их состава, в языках описания данных и

пр.


Стр. 4 из 98 22.03.2011 0:06

1.2. КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА ИНФОРМАЦИИ, ОЦЕНКА ИХ ВЛИЯНИЯ НА ПРИНЯТИЕУПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

Нет необходимости для детального рассмотрения предлагающихся разнообразных направлений

классификации информации. Выделим только те признаки информации, которые существенно

влияют на эффективность управленческих решений: своевременность, полнота и достоверность.

Наличие этих качеств обусловливает, как правило, и эффективность АСУ в целом.

Своевременность получения необходимой информации — главное требование для принятия

эффективных управленческих решений. Задержка в поступлении информации к конкретному

пользователю приводит к потере основного ее свойства — ценности. Более того, несвоевременно

полученная информация может оказаться не только бесполезной, но и вредной.

Важным качеством информации является ее полнота, которая обусловливается характеристиками

технологического процесса регистрации, сбора и передачи данных. Технологией может быть

предусмотрена регистрация и передача всех первичных данных о состоянии объекта управления или

только некоторой совокупности данных, необходимых на определенный момент времени.

Точность информации характеризует возможность отображения состояния объекта управления без

искажения его значений и зависит как от технических средств регистрации данных, так и от методов

их сбора и подготовки. Однако не все данные, преобразованные в информацию, в равной мере

влияют на полноту и качество принимаемых решений.

АСУ должна иметь такой объем данных, преобразование которых обеспечит пользователя

минимумом объективно необходимой информации для принятия эффективных управленческих

решений.

Объем информации, необходимый пользователю для выработки и принятия управленческих

решений, обусловливается, в частности, следующими параметрами:

сложностью управленческого решения или соответствующих задач управления;

сроками реализации конкретного решения или задачи;

формой и видом конечного результата принятия управленческого решения или задачи.

Далее будет приведено краткое описание трех наиболее активных функций управления в АТП.

Первая функция — планирования — обеспечивает выбор программы деятельности и наиболее

экономичного способа ее выполнения на длительное время. Таким образом, здесь возникает задача

оптимального планирования, которая осуществляется подсистемой управления перед началом

каждого планового периода. Хотя управление является столь же непрерывным процессом, как и сам

производственный цикл перевозок, но носит дискретный характер. Практическое осуществление

плановой работы порождает поток дополнительной информации о состоянии объекта управления,

характеризующей ход и состояние процесса перевозок в каждый момент времени. В ходе

функционирования в системе постоянно возникают возмущения, способные при отсутствии

действенного регулятора этих возмущений далеко отклонить систему от нормального хода

перевозочного процесса, вплоть до полной его остановки.

Ситуации, возникающие при реализации автотранспортного процесса, очень динамичны и в течение

смены или суток могут претерпевать различные изменения. В зависимости от технического


Стр. 5 из 98 22.03.2011 0:06

состояния ПС или погрузочно-разгрузочных средств, а также от разного рода внешних факторов, не

предвиденных в процессе составления сменно-суточного задания, при наличии сбоя управленческие

звенья должны принимать решения и доводить их до исполнителей. Вот почему при осуществлении

перевозок управляющему органу нужна постоянная информация, притом в реальном времени.

Три потока данных можно отнести к основным:

информация в канале обратной связи о внутренних условиях осуществления работ на

собственном производстве (сведения о численности и составе рабочих, оборудовании,

запасных частях и материалах, готовой продукции, размерах денежных средств и т.п.). Эти

данные говорят о размерах ресурсов, которыми распола гает производство, и о его

фактическом состоянии на данный мо мент;

1.

информация на внешнем информационном входе системы, которая включает поток

управляющих команд, определяющих объе мы перевозок, сроки и другие директивно-плановые

задания, и поток информации, характеризующей внешние условия осуще ствления перевозок;

2.

информация о взаимных качественных и количественных соотношениях отдельных элементов

системы (например, удельные нормативы затрат ресурсов).

3.

Для любой плановой задачи характерно наличие ограничений по ресурсам и фактическим уровням

производства, задаваемым внутренними условиями системы, а также ограничений, определяемых

условиями внешней по отношению к системе среды (в том числе стратегии вышестоящего уровня

управления).

Вторая наиболее активная функция управления на транспорте – контроль. Главная цель реализации

этой функции заключается в том, что на основе текущей информации, которая должна поступать в

реальном масштабе времени из АТП, с борта подвижных средств и контрольных точек маршрутов,

выявляется ситуация соответствия планового и фактического состояния перевозочных процессов.

Функция контроля осуществляется непрерывно в течение всего планового периода. Наиболее

эффективный и действенный контроль в автотранспортном процессе может осуществляться только с

помощью широкого применения современных электронно-технических устройств и средств связи.

Информация при реализации данной функции должна быть своевременной и достоверной, так как

на ее основе принимаются управляющие решения по наиболее полному использованию трудовых и

материальных ресурсов.

Третья функция управления — регулирование — заключается в том, что на основе сравнения

текущей и плановой информации о состоянии технологических процессов ремонта ПС и перевозок

вырабатываются оперативные решения, ликвидирующие последствия возмущений и непрерывно

поддерживающие процессы в заданном оптимальном режиме.

Оптимальное регулирование процессов заключается в том, что в результате выполнения первых двух

функций задается оптимальный уровень его нормативных характеристик и выходных показателей, а

в результате оперативного вмешательства, сглаживающего отклонения, этот уровень непрерывно

поддерживается, но не жестко, а при постоянной корректировке с учетом внутренних возможностей

и внешних условий функционирования данной системы. В данном случае управление

рассматривается как процесс планирования, контроля и регулирования транспортной работы.

В процессе оперативного контроля, учета и анализа как собственно производства, так и

перевозочного процесса можно выделить два основных этапа: сбор текущей информации и передача

ее управляющему органу для реализации управляющего воздействия. Для этого необходимо

учитывать:


Стр. 6 из 98 22.03.2011 0:06

интенсивность, оперативность и достоверность потока инфор мации;

динамику процессов ремонта ПС и перевозок, устойчивость процессов в заданном режиме,

возможность прогнозирования даль нейшего развития;

сравнение фактических, нормативных и плановых оператив ных показателей технического и

перевозочного процессов;

оценку значимости отклонений от планового режима процес сов.

Только на основе реализации перечисленных процедур может быть осуществлена функция

регулирования в следующей последовательности: принятие управленческого решения, доведение

управляющим органом принятого решения до исполнителя, исполнение решения, проверка

достоверности исполнения.

Переработка информации в данном случае не самоцель, а лишь необходимая предпосылка

осуществления оптимального регулирования. Именно с этой точки зрения должны быть решены

вопросы о темпе движения, полноте информации, скорости ее обработки, длительности хранения в

системе и т.д. Система информации предприятия должна быть оптимальной.

Особенности каждого элемента контроля и регулирования, различный характер ограничений,

которые при этом необходимо учитывать, разная целевая установка — все это обусловливает

разнообразие алгоритмов и методов решения отдельных оптимальных задач. Это разнообразие

усиливается еще и спецификой каждой функциональной подсистемы управления.

В различных подсистемах оказывается разным удельный вес детерминированных (не учитывающих

случайных факторов) и стохастических (принимающих в расчет элементы случайности) методов

регулирования. В подсистеме перевозок, в частности, преобладает стохастический метод

регулирования.

ГЛАВА 1 СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ АВТОМАТИЗАЦИИ ИУПРАВЛЕНИЯ НА ТРАНСПОРТЕ

1.1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПОНЯТИЯ

Совокупность управляющих воздействий, направленных на то, чтобы действительный ход процесса

соответствовал желаемому, называют управлением. Предполагается, что существует некоторый

орган, систематически или по мере необходимости вырабатывающий управляющие воздействия.

Такой управляющий орган принято называть системой управления. Управление обычно

осуществляется через исполнительные органы, которые изменяют действительный ход процесса.

Управление должно быть целенаправленным, т. е. управляющие воздействия необходимо

скоординировать между собой, чтобы исключить возможность воздействий, противоположных друг

другу.

Управление предполагает наличие управляемого объекта или группы объектов (живой организм или

его часть, отдельный механизм или технологическая установка, предприятие или отрасль народного

хозяйства и т.д.). Управляющий орган вырабатывает управляющие воздействия, направленные на

поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта в соответствии с имеющейся

программой или целью управления. Процесс управления — это целенаправленное воздействие

управляющей системы на управляемую, ориентированное на достижение определенной цели и

использующее главным образом информационный поток. Оптимальное управление заключается в

выборе наилучших управляющих воздействий из множества возможных с учетом ограничений и на


Стр. 7 из 98 22.03.2011 0:06

основе информации о состоянии управляемого объекта и внешней среды.

Управление коллективами считается одной из наиболее сложных областей человеческой

деятельности. В системах административного или организационного управления управляющее

воздействие заключается в принятии решений, планировании и оперативном управлении,

реализуемых на более низких уровнях управления, а также в контроле принятых решений. Людей,

выполняющих эти функции, называют администраторами или руководителями. Применяют термины

«менеджер» — руководитель, управляющий — и «менеджмент» — административное управление.

В производственных системах человек с помощью технических средств, которыми он манипулирует,

непосредственно управляет технологическим или производственным процессом. Человека,

осуществляющего такое управление, называют оператором, a систему, составным элементом

которой является оператор, называют эргатической (от греч. эргатес — действующее лицо, деятель).

Учитывая, что технология — это правила действия с использованием каких-либо средств, которые

являются общими для целой совокупности задач или задачных ситуаций. Если реализация

технологии направлена на выработку управляющего воздействия, то это технология управления.

Уровень управления производственным процессом является важнейшим фактором, определяющим

уровень эффективности производства. Особые требования к управлению предъявляются в

организации автомобильных перевозок. Производственный процесс автоперевозок должен

органически объединять производственные процессы клиентов, непосредственно связывая в единый

цикл операции от момента возникновения потребности в информации до получения продукции,

включая удовлетворение потребностей, напрямую не связанных с конкретными материальными

объектами. Управление автомобильными перевозками представляет собой достаточно сложную

комплексную систему, включающую в себя органы, кадры и технику управления.

В системе, где происходят материальные процессы, связанные с переработкой сырья, движением

финансов, использованием механизмов и машин и так далее, они реализуются лишь через

деятельность людей, входящих в данную систему, и находятся в прямой зависимости от их

поведения. Поэтому автоматизация деятельности персонала напрямую влияет и на производство.

Особую актуальность проблема внедрения в производство совершенной организационной системы

управления (ОСУ) приобрела в условиях рыночной экономики. Автоматизированная система

управления в отличие от автоматических систем предполагает участие в управлении человека,

выступающего в качестве субъекта управления и выполняющего функции интегрирующего звена.

Определим понятие «система». Оно широко используется в науке, технике и повседневной жизни,

когда говорят о упорядоченной совокупности каких-либо элементов. Система является

фундаментальным понятием таких теоретических дисциплин, как системотехника, общая теория

систем, исследование операций, системный анализ. Система — это объективное единство

закономерно связанных предметов, явлений, сведений, а также знаний о природе, обществе и т.п.

Каждый объект считается системой, если обладает четырьмя основными свойствами или

признаками: целостностью и делимостью, наличием устойчивых связей, организацией и

эмерджентностью. Система — это прежде всего целостная совокупность элементов. Это означает,

что, с одной стороны, система — целостное образование и, с другой — в ее составе отчетливо могут

быть выделены отдельные объекты (элементы). Для системы первичным является признак

целостности, т. е. она рассматривается как единое целое, состоящее из совместимых

взаимодействующих частей, часто разнокачественных.

Наличие устойчивых связей (отношений) между элементами или (и) их свойствами, более прочными,

чем связи этих элементов с элементами, не входящими в данную систему также является важным


Стр. 8 из 98 22.03.2011 0:06

атрибутом системы.

Организация характеризуется упорядоченностью элементов системы и определяет ее структуру.

Эмерджентность предполагает наличие таких качеств (свойств), которые присущи системе в целом,

но не свойственны ни одному из ее элементов в отдельности.

Наличие интегрированных качеств показывает, что свойства системы хотя и зависят от свойств

элементов, но не определяются ими полностью. Отсюда можно сделать выводы:

система не сводится к простой совокупности элементов;1.

расчленяя систему на отдельные части, изучая каждую из них в отдельности, нельзя познать

все свойства системы в целом.

2.

Любой объект, который обладает всеми рассматриваемыми свойствами, можно называть системой.

Одни и те же элементы (в зависимости от принципа, используемого для их объединения в систему)

могут образовывать различные по свойствам системы. Поэтому характеристики системы в целом

определяются не только и не столько характеристиками составляющих ее элементов, сколько

характеристиками связей между ними. Добавление элементов в систему не только вводит новые

связи, но и изменяет характеристики многих или всех прежних взаимосвязей, приводит к

исключению некоторых из них или появлению новых.

АСУ представляет собой организационно-техническую систему, обеспечивающую выработку

решений на основе автоматизации информационных процессов. В зависимости от сферы

автоматизируемой деятельности автоматизированные системы (АС) разделяют на:

АС управления (ОАСУ, АСУП, АСУ ТП, и др.);

системы автоматизированного проектирования (САПР);

АС научных исследований (АСНИ);

АС обработки информации (АСОИ);

АС технологической подготовки производства (АСТПП);

АС контроля и испытаний (АСК);

• системы, автоматизирующие сочетания различных видов деятельности.

АС реализуют информационную технологию (ИТ) в виде определенной последовательности

информационно связанных функций, задач или процедур, выполняемых в автоматическом режиме. В

настоящее время говорят о новых ИТ.

Новая информационная технология — это технология, которая основывается на активном

использовании компьютеров пользователями – непрофессионалами в области программирования с

высоким уровнем дружественного пользовательского интерфейса, широким применением пакетов

прикладных программ общего и проблемного направления, использованием режима реального

времени, работой с удаленными базами данных и программами благодаря наличию Интернет –

доступа.

Под автоматизированной информационной технологией управления (АИТУ) понимается система

методов и способов сбора, накопления, хранения, поиска, обработки и защиты управленческой

информации на основе применения развитого программного обеспечения (ПО), средств

вычислительной техники (ВТ) и связи, а также способов, с помощью которых эта информация

предоставляется пользователям.


Стр. 9 из 98 22.03.2011 0:06

Структура конкретной АИТУ для своей реализации предполагает наличие трех составляющих:

комплекса технических средств, объединяющего вычислительную, коммуникационную и

организационную технику;

системы программных средств, состоящей из системного (общего) и прикладного ПО;

системы организационно-методического обеспечения, включающей в себя инструктивные и

нормативно-методические материалы по организации работы управленческого и технического

персонала в рамках конкретной АИТУ обеспечения управленческой деятельности.

В многоуровневых АИТУ одинаково успешно могут быть решены как проблемы оперативной работы

с информацией, так и проблемы анализа экономических ситуаций при выработке и принятии

управленческих решений. Потребность в аналитической работе при переходе к рынку в условиях

образования новых организационных структур, функционирующих на основе различных форм

собственности, неизмеримо возрастает. Эта задача решается путем совершенствования

интегрированной обработки информации, когда новая ИТ начинает включать в работу базы знаний.

В настоящее время критериями эффективности АС являются степень оперативности в принятии

решений и возможность использования экономико-математических методов и моделей для анализа

конкретных финансово-производственных ситуаций.

В настоящее время выделяют четыре основные тенденции развития ИТ управления.

1. Изменение характеристик информационного продукта, который все больше превращается в

гибрид результатов расчетно-аналитической работы и услуги, предоставляемой индивидуальному

пользователю ПК.

Параллельное взаимодействие логических АИТУ, совмещение различных видов информации

(текста, графики, цифр, звуков) с ориентацией на одновременное восприятие человеком

посредством органов чувств.

1.

Ликвидация всех промежуточных звеньев на пути от источника информации к ее потребителю.

Например, становится возможным непосредственное общение автора и читателя, продавца и

покупателя, певца и слушателя, преподавателя и обучающегося, ученых и специалистов через

систему видеоконференций, электронную почту и т. п.

2.

Глобализация информационных технологий в результате использования спутниковой связи и

всемирной сети Интернет, благодаря чему люди смогут общаться между собой и с общей базой

данных, находясь в любой точке планеты.

3.

Таким образом, АСУ — это человекомашинная система, предназначенная для сбора, обработки и

выдачи информации, необходимой для оптимизации управления в различных сферах человеческой

деятельности. АСУ базируется на использовании экономико-математических методов, средств ВТ и

связи для отыскания и реализации наиболее эффективного управления объектом.

На рис. 1.1 представлена классификация АСУ по наиболее распространенным признакам.

Объектами управления в АСУ являются системы организационно-экономического типа, к которым

относятся предприятия, производственные объединения, отрасли народного хозяйства,

территориальные и промышленные комплексы.

Специфика построения организационной системы управления (ОСУ) с применением АСУ связана с

тем, что цели, которых надо достичь, часто формулируются недостаточно определенно. В связи с


Стр. 10 из 98 22.03.2011 0:06

этим возникает первоначальная задача — уточнение конкретных целей.

Для обеспечения управляемости организационная система должна иметь замкнутый контур

управленческих процедур, основанных на анализе информации объекта управления, т. е. в основе

системы должен лежать принцип обратной связи.

Характерной особенностью автотранспортного производства, влияющей на формирование системы

управления, является его динамичность. Автотранспортное обслуживание как набор

взаимосвязанных структур представляет собой сложную динамическую систему, в которой большое

место занимают стохастические процессы. Динамичность наблюдается и в процессе

транспортировки как таковом, где участвуют множество подвижных единиц (ПЕ), а также в процессе

технического обслуживания и ремонта, когда количество технических воздействий на подвижной

состав (ПС) является переменной величиной и находится под влиянием множества внешних и

внутренних причин.

Еще одной специфической особенностью автотранспортных систем является территориальная

разобщенность объектов и отдаленность их от координирующих органов управления, при условии

разнотипности организационных форм участников процесса перевозки. Для автотранспортного

предприятия (АТП) кроме традиционных характеристик (среднесписочное количество ПЕ, структура

парка автомобилей, наличие или отсутствие производственно-технической базы, преимущественный

вид перевозок: грузовые, пассажирские, смешанные), в настоящее время важнейшей является

гибкость организационной структуры.

Отсюда следует, что для АТП как объекта управления, характерны следующие отличительные

особенности.

Зависимость функционирования АТП от технологических процессов клиентов, а также

влияние перевозочного процесса на экономические результаты их деятельности.

1.

Зависимость активности элементов организационной структуры и эффективности управления

от внешних условий.

2.

Динамичность и стохастичность, обусловленные одновременным воздействием множества3.


Стр. 11 из 98 22.03.2011 0:06

факторов, часть из которых имеет элементы случайности.

Чаще всего понятия «информация» и «данные» отождествляются, и в то же время им дается

различное толкование в зависимости от их применения. Четкое определение этих понятий, их

сущность и роль в системе управления во многом обусловливают подход к исследованию и методам

проектирования ИС.

Данные вводятся в информационную систему, накапливаются, хранятся и в результате

преобразования и фильтрации могут представлять собой информацию для пользователя.

Информация после ее анализа и использования в принятии управленческих решений также может

накапливаться и преобразовываться. Однако для конкретного пользователя она уже перестает быть

информацией и может трактоваться как данные, характеризующие тот или иной экономический

процесс. Заметим, что пользователю другого уровня управления эти данные могут представляться

как информация.

Следовательно, сведения о производственных объектах и процессах имеют двойственный характер

при их использовании. Согласно современным представлениям, информацией считают лишь новые

данные, принятые, понятые и оцененные как полезные конечным пользователем. Понятие

«информация» неразрывно связано с пользователем. Данные становятся информацией только в том

случае, когда удовлетворяются информационные потребности пользователя (ИПП) для принятия

управленческих решений. Лишь после получения данных, их смысловой оценки и отбора, они

становятся информацией. Термин «информация» — один из самых популярных в нашем лексиконе.

В него вкладывается широкий смысл, и, как правило, его объяснение дается на интуитивном уровне.

Информация передается по телефону, телеграфу, радио, телевидению. Она хранится в библиотеках,

архивах, базах данных. Одно и то же сообщение одному получателю может дать много информации,

а другому — мало или ничего. «Информировать» в понимании теории информации означает

сообщать ранее неизвестное. Так как информацию можно хранить, преобразовывать и передавать,

должны быть ее носители, передатчики, каналы связи и приемники. Эта среда объединяет источники

информации и ее получателей в информационную систему. Когда речь идет о человеке как

участнике информационного процесса, имеется в виду смысловая или семантическая информация.

На рис. 1.2 отображены функции данных и знаний в процессе принятия решения.

Какова же граница между данными и знаниями, что такое знания? Вот их основные свойства.

Знания могут быть представлены в форме данных. В частности, в виде текста на некотором

формальном языке, в виде сети, задающей связи разного рода между элементами знаний. Из

этого свойства следует, что знание есть некоторая более высокая степень организации данных,

которая допускает специальную интерпретацию (см. рис. 1.2).

1.

Рис. 1 2. Функции данных и знаний в процессе принятия решения

В системах поддержки принятия решений, экспертных системах процесс управления

определяется знаниями и почти не зави сит от устройства системы.

1.


Стр. 12 из 98 22.03.2011 0:06

Знания могут содержать процедурную часть — программы. Но применение этих программ

управляется знаниями, в частности связывание параметров и запуск программ могут

происходить автоматически внутри системы, использующей знания, без ведома того, кто

запустил процесс, использующий знания.

2.

3.

Знания делятся на отдельные фрагменты — описания объектов, процессов, ситуаций, явлений.

Такие фрагменты (модули знаний) называются фреймами. Фреймы могут быть связаны друг с

другом родовидовыми отношениями, могут быть и узлами семантических сетей.

4.

При работе со знаниями важна прагматическая сторона – знания всегда используются для

чего-то, в частности для решения задач, какую бы сложную структуру они ни имели.

5.

Целесообразно различать три вида знаний:

предметное, или фактографическое, знание, складывающееся из наборов количественных и

качественных характеристик различных конкретных объектов;

алгоритмическое знание — знание методов, способов, процедур некоторых действий,

приводящих к конкретному результату;

« понятийное, или концептуальное, знание, складывающееся из совокупности основных терминов,

применяемых в той или иной сфере деятельности (предметной области), понятий, кроющихся за

этими терминами, их свойств, взаимосвязей и зависимостей.

Исходя из этого данные, используемые для выработки управленческих решений в реальном времени,

т. е. в момент их формирования, непосредственно становятся информацией. Те же данные, которые

накапливаются для возможного дальнейшего их использования в отсроченном режиме (например,

для задач бухгалтерского и статистического учета), могут классифицироваться как «потенциальная

информация». На рис. 1.3 представлены возможные варианты использования данных в качестве

информации для принятия управленческих решений.

Естественно, что ИС может по запросу выдавать и данные, т.е. известные факты для отчетности,

подтверждения каких-то событий или ситуаций. Данные могут служить базой для принятия

управленческих решений так же, как и информация. Но на практике при управлении

производственным процессом данные, характеризующие его ход, слишком разнообразны и объемны,

принимать решение в этом случае очень сложно. Оперативность принятия управленческих решений

достигается в том случае, когда базой для их принятия служат не данные, а информация, т.е.

отобранные данные, конкретизирующие определенную ситуацию (достаточные и необходимые для

принятия решений).

Рассматривая критерии оценки информации, следует определить понятия «количество» и

«качество». Исследованием методов передачи, хранения и приема информации занимается теория

информации, инструментами которой служат теория случайных процессов, теория кодирования,

математическая статистика, теория вероятностей. Внимание к проблеме передачи и количественной

оценки информации было привлечено фундаментальными работами Н. Винера и К. Шеннона

(США), положившими начало тео-

Рис. 1.3. Варианты использования данных в качестве информации

рии информации. Значительный вклад в теорию информации внесли отечественные ученые А. Н.

Колмогоров, А. А. Харкевич, В. А. Котельников, работы которых хорошо известны специалистам во

всем мире.

Важнейшим этапом в теории информации явилась количественная оценка информации, т. е.


Стр. 13 из 98 22.03.2011 0:06

введение понятия энтропии.

Так как информация устраняет некоторую неопределенность, т. е. незнание, то описание любого

события или объекта формально можно рассматривать как указание на то, в каком из возможных

состояний находится описываемый объект. Тогда протекание событий во времени есть не что иное,

как смена состояний, выбранных с некоторой вероятностью из числа всех возможных. Чем выше

уровень неопределенности выбора, тем больший объем информации требуется, и результат выбора

имеет значительную степень неожиданности. Вот почему в теории информации количество

информации является мерой снятия неопределенности одной случайной величины в результате

наблюдения за другой.

Самым простейшим случаем является выбор альтернативы из двух событий. Поэтому за единицу

информации целесообразно

принять количество информации, заключенное в выборе одного из двух равновероятных событий.

Эта единица называется двоичной единицей, или битом (binary digit, bit). Итак, при любой

неопределенности сужение области выбора вдвое дает одну единицу информации.

Формулу измерения количества информации можно пояснить следующим образом: для снятия

неопределенности в ситуации из двух равновероятных событий необходим один бит информации;

при неопределенности, состоящей из четырех событий, достаточно двух бит информации, чтобы

определить искомый факт. Это рассуждение можно продолжить: 3 бита информации соответствуют

неопределенности из 8 равновероятных событий, 4 бита — 16 равновероятных событий и т.д. Таким

образом, если сообщение указывает на один из п равновероятных вариантов, то оно несет

количество информации, равное Log2 n. Действительно, из наших примеров Log216 = 4, Log28 = 3 и

т.д.

Будем различать понятия «информация» и «сообщение». Под сообщением обычно подразумевают

информацию, выраженную в определенной форме и подлежащую передаче. Сообщение — это

форма представления информации. Есть разница между количеством хранимой или переданной

информации, представленной в двоичных единицах, и количеством информации, заключенным в

данном сообщении. С точки зрения теории информации, неопределенность, снимаемая в результате

передачи одной страницы текста примерно из 2000 знаков, может составлять всего несколько бит, в

то время как эта же страница при кодировании букв 8-элементными кодовыми комбинациями будет

содержать 16-103 бит, хотя это не есть количество информации, заключенное в данном тексте.

2.4. СТРУКТУРА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ СВЯЗИ ПОДСИСТЕМ АСУ ДТП

Если множество элементов объединено в систему по определенному признаку, то всегда можно

ввести некоторые дополнительные признаки для разделения этого множества на подмножества,

выделяя тем самым из системы ее составные части — подсистемы. Любая система содержит ряд

подсистем, полученных выделением из исходной системы. В свою очередь, эти подсистемы состоят

из более мелких подсистем и т.д.

Подсистемы, полученные выделением из одной исходной системы, относят к подсистемам одного

уровня или ранга. При дальнейшем делении получаем подсистемы более низкого уровня. Такое

деление называют иерархией (деление должностей на высшие и низшие, порядок подчинения

низших по должности лиц высшим и т.п.). Одну и ту же систему можно делить на подсистемы


Стр. 14 из 98 22.03.2011 0:06

по-разному — это зависит от выбранных правил объединения элементов в подсистемы. Наилучшим,

очевидно, будет набор правил, который обеспечивает системе в целом наиболее эффективное

достижение цели.

При делении системы на подсистемы следует помнить о правилах такого деления:

каждая подсистема должна реализовывать единственную фун кцию системы;

связь между подсистемами должна вводиться только при на личии связи между

соответствующими функциями системы;

связи между подсистемами должны быть простыми (насколь ко это возможно).

Число уровней и число подсистем каждого уровня может быть различным. Однако всегда

необходимо соблюдать одно важное правило: подсистемы, непосредственно входящие в одну систему

более высокого уровня, действуя совместно, должны выполнять все функции той системы, в которую

они входят.

Управление любой организацией, производящей товары или оказывающей услуги, строится по

иерархическому принципу.

В иерархической системе управления любая подсистема некоторого уровня подчинена подсистеме

более высокого уровня, в состав которой она входит и которой управляется. Для систем управления

деление системы возможно до тех пор, пока полученная при очередном делении подсистема не

перестает выполнять функции управления. С этой точки зрения системой управления низшего

иерархического уровня являются такие подсистемы, которые осуществляют непосредственное

управление конкретными орудиями труда, механизмами, устройствами или технологическими

процессами. Система управления любого другого уровня, кроме низшего, всегда осуществляет

управление технологическими процессами не непосредственно, а через подсистемы

промежуточных, более низких уровней.

Одно из главных средств преодоления организованной сложности системы — это декомпозиция, т.е.

деление системы на части (подсистемы) и организация этих частей в иерархическую систему.

Расчленение системы на соподчиненные части производится так, чтобы каждая часть содержала

объекты, наиболее тесно связанные друг с другом.

Декомпозиция является условным приемом, позволяющим в конечном итоге оценить степень

сложности объекта и привести его к некоторым конечным элементам, анализ которых может быть

выполнен известными методами. Будем считать, что элемент -это минимальная часть системы.

Универсальность принципа декомпозиции позволяет использовать его и при определении

организационной структуры управления (рис. 2.5).

Организационная структура управления — это система взаимодействия управленческих звеньев,

состоящая из отдельных работников и групп работников с четкой регламентацией функциональных

обязанностей в соответствии с местом и ролью этих звеньев в процессе управления.


Стр. 15 из 98 22.03.2011 0:06

Рис. 2.5. Иерархическая структура управления АТП

Практика показывает, что чем выше уровень руководителей (пользователей ИС), тем меньше

информации они используют для принятия решения, при этом значимость решений возрастает.

Разделение функций управления между различными пользователями ведет к повышению

специализации в области принятия решений.

Управленческие решения для устранения наиболее часто возникающих «отрицательных» ситуаций

определяются как стандартные и могут накапливаться в ИС в библиотеке стандартных решений. К

таким решениям относятся действия пользователя в случаях невыхода ПС на линию, необходимость

изменения количества или сроков выпуска автомобилей и т. д. Для каждого конкретного

пользователя данная информация детализируется, устанавливается форма и временные параметры ее

представления.

В дальнейшем под регламентной информацией будем понимать информацию, выдаваемую

пользователям для принятия управленческих решений, координируемых во времени. На практике

выдача такой информации предусматривается календарным графиком обработки и использования

данных ИС. Как правило, документация, в которой зафиксирована регламентная информация, имеет

типовое содержание и формируется в конкретные сроки. При формировании регламентной

информации, представляемой пользователю в виде документов, определение сроков их подготовки

не представляет особой сложности (они заранее обусловлены условиями производства, его

организацией). Намного сложнее выделить временные параметры представления информации при

возникающих отклонениях в производственном процессе. В этом случае многое определяется

характером отклонений, анализом их причин и, как следствие, сложностью управленческого

решения по их устранению.

Другую необходимую информацию пользователь ИС, например диспетчер, должен иметь

возможность получить в требуемое время в виде запросов или путем прямого диалога в оперативном

режиме. Располагая требуемой информацией, он может принимать решения по формированию

сменных заданий на период планирования, о переносе выполнения тех или иных позиций плана при

отсутствии заявленного к выходу ПС, отсутствия водителя и т.д.

Такой подход позволяет:

исключить дублирование в управленческой деятельности пользователей разных рангов;

конкретизировать функциональные обязанности каждого пользователя при принятии

управленческих решений;


Стр. 16 из 98 22.03.2011 0:06

выявить полный состав и структуру информации для управле ния производственным

процессом на всех его стадиях;

рационально спроектировать соответствующие формы выдачи информации пользователям;

определить сроки обработки данных в информационной сис теме и получения итоговой

информации;

разработать рациональный технологический процесс обработ ки информации в ИС.

Информационные системы управления производственными объектами (предприятиями,

объединениями, в том числе и автомобильного транспорта) характеризуются специфическими

признаками. Они ориентированы главным образом на реализацию управленческих решений на базе

широкого использования средств ВТ и экономико-математического моделирования. Такие системы

характеризуются также непосредственным взаимодействием с ними пользователей различных

рангов, функционированием режима реального времени получения и использования информации.

Режим реального времени ассоциируется с понятием «мгновенности», а использование в реальном

времени — с понятием «своевременности» получения информации для принятия оперативных

управленческих решений. Следовательно, информационный подход обусловливается возможностью

оперативного отбора необходимого количества информации и представления ее пользователю для

принятия управленческих решений.

Любая сфера управленческой деятельности базируется на определенной системе информации.

Однако в качестве системы она может рассматриваться только тогда, когда четко регламентировано

информационное взаимодействие между людьми, подразделениями, организациями, когда выделены

информационные потоки и имеется возможность их регулирования. Само по себе наличие таких

видов деятельности, как сбор, передача, обработка информации, еще не определяет понятия ИС.

Только когда определены методы и способы использования имеющейся информации, можно

говорить о понятии «информационной системы».

В настоящее время можно говорить не столько о недостаточности, сколько об избыточности

информации, поступающей в распоряжение пользователей. В то же время несмотря на избыточность

информации, циркулирующей в системах управления, во многих случаях пользователи (чаще всего

управленческие работники службы эксплуатации) испытывают недостаток в оперативных данных

для принятия управленческих решений. Таким образом, например, при изменении сроков доставки

или количественном изменении отгрузок по номенклатуре и клиентуре в плановом периоде

возникают определенные затруднения, так как почти невозможно получить информацию в

оперативном режиме об уровне готовности ПС, его дислокации и укомплектованности водителями.

Большое значение имеют опыт и интуиция, квалификация диспетчера, его умение четко определять

необходимые количественные и качественные характеристики требуемой информации. Оказывает

также определенное влияние и типичность возникающих ситуаций, возможность их формализации.

Управленческие решения, которые возможно запрограммировать, принято называть программными

решениями.

Это обстоятельство следует учитывать при проектировании ИС, работающих в режиме реального

времени, при этом возникает целый ряд вопросов, от решения которых зависит эффективность

функционирования производственных систем: должна ли вся система, работающая в реальном

времени, быть непосредственно связанной с объектами управления, как быстро система должна

реагировать на различные сообщения и т. п.


Стр. 17 из 98 22.03.2011 0:06

Рассмотрим пример работы АСУ АТП в реальном масштабе времени. Выполнение расчета

заработной платы не производится в оперативном режиме. Регистрация данных о выполнении

сменных заданий, для которых важны не только даты, но и временной промежуток обслуживания

клиента, всегда производится в реальном масштабе времени.

Одним из основных направлений проектирования ИС реального времени является разработка

диалога пользователя с ЭВМ. Диалоговый режим — один из способов эксплуатации ИС, при котором

человек ведет диалог непосредственно с устройством обработки — возник как симбиоз новых

возможностей обработки информации в реальном времени и передачи сообщений.

Возможность работы в диалоговом режиме прежде всего обусловливает необходимые изменения в

методах управления и является наиболее важным фактором внедрения АСУ. Диалог пользователя с

ЭВМ может существенно влиять:

на децентрализацию ответственности пользователей в систе ме управления;

улучшение достоверности и полноты информации для приня тия управленческих решений;

стандартизацию представления информации для внутренних информационных обменов и для

различных пользователей;

расширение круга пользователей, повышение эффективности значения функционирования ИС

и большую заинтересованность в ее услугах.

Исследования ИС различного назначения, в том числе и АСУ АТП, показывают, что диалоговый

режим используется в таких направлениях, как диалоговая система регистрации данных, диалоговая

система обращения к информации.

Одной из главных задач оперативного управления перевозками в реальном масштабе времени

является задача оперативного контроля за ходом выполнения сменно-суточных заданий водителями.

По запросу руководителям управленческих служб через монитор выдается полная информация о

состоянии выполнения плана на текущий момент вплоть до дислокации автомобилей на карте

обслуживаемого региона.

Обработка данных для удовлетворения информационных потребностей клиента по запросу,

нашедшая распространение в информационно-поисковых системах библиографического типа, не

имеет еще достаточно широкого применения в системах доставки грузов и пассажиров. Сложность

решения этой проблемы заключается в необходимости четкого определения круга возможных

запросов для принятия различных по характеру и сложности управленческих решений.

Существенное влияние оказывает также количество и ранг пользователей ИС, их информационные

потребности. Реализация запросного режима функционирования ИС связана с разработкой новых

подходов к формированию банка данных, организации технологического процесса преобразования

информации. Значительные ограничения накладывают также используемые средства

вычислительной и периферийной техники.

В целом запросы могут классифицироваться на регламентируемые и нерегламентируемые. Первые

обеспечивают возможность их обработки в определенные моменты времени или через определенные

временные интервалы, т.е. здесь предусматривается реализация запросов по расписанию. Такие

запросы обрабатываются автоматически. Отличительная особенность регламентируемых запросов

заключается в том, что ответы на них выдаются по заранее разработанным программам,

использующим известные технологии обработки данных и, как правило, поступают к пользователю

в виде документов, т. е. основное содержание и форма запросов определяются заранее. Следует


Стр. 18 из 98 22.03.2011 0:06

отметить, что чаще всего в существующих разработках изменение постоянного запроса приводит к

изменению технологии обработки данных и, как следствие, — информационного и программного

обеспечения.

Перспективными считаются разработки, представляющие возможность пользователю получать

ответы на нерегламентируемые перманентные запросы, когда установлена лишь область возможных

запросов. На нерегламентируемый запрос в силу отсутствия его сформулированности

накладываются определенные ограничения. Реализация нерегламентируемого запроса обычно

предусматривает определенный уровень общения пользователя с ИС, в ходе которого запрос может

конкретизироваться и детализироваться (собственно, в этом заключается отличие регламентируемого

запроса от нерегламентируемого).

Нерегламентируемые запросы могут быть оперативными и сигнальными. Сигнальные запросы

обрабатываются по мере поступления в информационную систему соответствующих данных.

Результат обработки оперативных запросов пользователь получает немедленно после нахождения

конкретной информации. Обработка данных по сигнальным и оперативным запросам наиболее

важна при оперативном регулировании хода перевозочного процесса.

Разного рода запросы могут поступать в ИС от ЛПР, решающих как глобальные, так и локальные

задачи по управлению производственной системой на различных стадиях протекания процесса

доставки. Принято подразделять задачи управления, решаемые на уровне АСУ АТП, по следующим

подсистемам:

учета и анализа деятельности АТП;

технико-экономического планирования (ТЭП);

оперативного управления перевозочным процессом;

управления производственным процессом ТО и ТР;

управления материально-техническим снабжением (МТС);

управления кадрами;

управления капиталовложениями и производственными фон дами.

Согласно принципам модульности и типизации, а также единой информационной базы, в АСУ АТП

все массивы нормативно-справочной информации должны иметь однородную структуру. В общем

виде функциональные и организационные решения подсистем АСУ АТП можно сгруппировать в

один функционально-организационный блок, где отражаются статистические данные: о выполнении

договорных обязательств по отношению к клиентам, заказавшим перевозки, о технической

эксплуатации автотранспортных средств, о планах трудовых и материальных ресурсов, о

технической оснащенности и загрузке служб ТО и ТР, о планах технического перевооружения АТП.

2.3. КЛАССИФИКАЦИЯ АСУ ПО ИХ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ПРИНАДЛЕЖНОСТИ

Параметры и особенности АСУ весьма индивидуальны для каждого предприятия. На них

накладываются достаточно жесткие ограничения, диктуемые характером технологических

процессов, нормативными актами, инструкциями и приказами вышестоящих органов,

установленными формами документации и документооборота на предприятии.

Следовательно, создание каждой конкретной ИС управления должно рассматриваться и решаться

комплексно, в нескольких аспектах:

организационном (принципы организации ИС и взаимодей ствия ее элементов);


Стр. 19 из 98 22.03.2011 0:06

технологическом (методы обработки информации и техноло гия реализации этих методов);

техническом (возможности современных средств вычислитель ной и организационной

техники).

Оптимальная организация системы информационного обеспечения является одним из основных

факторов, определяющих надежность и эффективность управления в целом.

Во многих научных работах выделяются следующие виды ИС:

- информационно-поисковые;

- информационно-справочные;

- информационно-советующие;

- банки данных.

Основаниями для такой классификации, как правило, служат комплексы используемых методов и

средств их реализации, технологические процессы обработки данных, виды и формы

обрабатываемой информации, функциональная ориентация системы.

С позиции указанных признаков классификации перечень самостоятельных видов ИС можно было

бы продолжить, включив в него, например, такие, как диалоговые, запросные и др. Однако такой

подход в методологическом плане нельзя признать правильным. В рамках управления одним и тем

же промышленным предприятием пришлось бы конструировать множество различных ИС.

Очевидно, речь должна идти о различных режимах функционирования единой ИС предприятия или

ее элементов: информационно-поисковом, диалоговом, запросном, режиме реального времени. Что

касается банков данных, то они представляют собой ядро информационного обеспечения.

Отметим некоторые особенности информационно-поисковых систем (ИПС). Принятые в настоящее

время определения ИПС неоднозначны, они, как правило, раскрывают техническую сторону ее

реализации.

Особый интерес представляет классификация ИПС, конкретизирующая различные аспекты их

назначения и использования. Такая классификация может быть осуществлена по режиму работы

(методу информационного обеспечения пользователей системы, виду обрабатываемой и выдаваемой

информации), по степени автоматизации информационных процессов (процедур обработки

информации), по типу информационно-поискового языка, способам организации информационных

процессов (процедур обработки информации), информационных массивов и поискового массива.


Стр. 20 из 98 22.03.2011 0:06

Рис. 2.4. Классификация информационно-поисковых систем

По виду работы ИПС можно подразделять на системы справочно-информационного обслуживания и

справочно-библиографические, по режиму работы — на системы избирательного распространения

информации и ретроспективного ее поиска. С точки зрения накопления и обработки

информационных массивов, классифицируемые системы можно представить схемой, показанной на

рис. 2.4.

2.2. ТИПОВАЯ СТРУКТУРА АСУ

В составе большинства АСУ (а для АСУП это обязательно) принято выделять функциональную и

обеспечивающую части (рис. 2.3).

Функциональная часть подразделяется на подсистемы, выполняющие основные функции управления

объектом автоматизации (например, предприятия). Необходимость выделения функциональных

подсистем определяется сложностью управления современными производственными системами.

Обеспечивающая часть представляет собой комплекс методов, объединенных в соответствии с их

спецификой и обеспечивающих решение задач во всех функциональных подсистемах АСУ.

Программное обеспечение АСУ — совокупность системных и прикладных программ, реализующих

нормальное функционирование АСУ.

Информационное обеспечение АСУ — совокупность системно-ориентированных данных,

описывающих принятый в системе словарь базовых описаний (классификаторы, типовые модели,

элементы автоматизации и т.д.), и актуализируемых данных о состоянии информационной модели

объекта автоматизации (объекта управления) на всех этапах его жизненного цикла (ЖЦ).


Стр. 21 из 98 22.03.2011 0:06

Рис. 2.3. Подсистемы АСУ

Техническое обеспечение АСУ — совокупность средств реализации управляющих воздействий,

средств получения, ввода, отображения, использования и передачи данных.

Математическое обеспечение АСУ — совокупность математических методов, моделей и алгоритмов

обработки информации, используемых при функционировании системы.

Лингвистическое обеспечение АСУ — совокупность языковых средств для формализации

естественного языка, построения и сочетания информационных единиц, используемых в АС при

функционировании системы для общения с КСА.

Организационное и методическое обеспечение АСУ — совокупность документов, определяющих

организационную структуру объекта и системы автоматизации, необходимые для выполнения

конкретных автоматизируемых функций, деятельность в условиях функционирования системы, а

также формы представления результатов деятельности.

Правовое обеспечение АСУ — совокупность правовых норм, регламентирующих правоотношения

при функционировании АС и юридический статус результатов ее функционирования.

Эргономическое обеспечение АСУ — совокупность взаимосвязанных требований, направленных на

согласование технических характеристик КСА, параметров рабочей среды на рабочем месте с

психологическими, психофизиологическими, антропометрическими, физиологическими

характеристиками и возможностями человека-оператора.

Внутреннее строение АСУ характеризуют при помощи структур, описывающих устойчивые связи

между их элементами. При этом используют следующие виды структур, отличающиеся типами

элементов и связей между ними:

функциональные (элементы — функции, задачи, процедуры; связи — информационные);

технические (элементы — устройства, компоненты и комп лексы; связи — линии и каналы

связи);

организационные (элементы — коллективы людей и отдель ные исполнители; связи —

информационные, соподчинения и вза имодействия);

документальные (элементы — неделимые составные части и документы АС; связи —

взаимодействия);


Стр. 22 из 98 22.03.2011 0:06

алгоритмические (элементы — алгоритмы; связи — информа ционные);

программные (элементы — программные модули и изделия; связи — управляющие);

информационные (элементы — формы существования и пред ставления информации в

системе; связи — операции преобразова ния информации в системе).

Исследования практики создания АСУП различного класса и назначения подтвердили

эффективность использования ряда методологических принципов создания АСУП,

сформулированных академиком В. М. Глушковым. К основным из них относятся следующие.

Суть принципа новых задач состоит в том, чтобы не просто перекладывать на ЭВМ традиционно

сложившиеся на предприятии методы и приемы управления, а перестраивать их в соответствии с

теми новыми огромными возможностями, которые обеспечивают ЭВМ и формальные экономико-

математические методы и модели. Реализация таких ранее не решавшихся задач или не

использовавшихся методов решения традиционных задач должна обеспечить оптимальное

функционирование и развитие предприятия.

Поэтому внедрение АСУ не следует рассматривать как законченную работу по автоматизации

управления. Система должна обладать свойствами адаптивности, т.е. способностью

приспосабливаться к изменению внешних условий и соответственно к решению новых задач. Без

этого функционирование АСУ не может быть максимально эффективным.

Принцип комплексного, или системного, подхода при разработке АСУП состоит в том, что следует

решать вопросы не только технического, но и экономического, организационного характеров и

другие.

При разработке видов обеспечения АСУ следует учитывать также их взаимосвязь и направленность

на достижение конечной цели разрабатываемой системы, а также способность практической

реализации на единых технических средствах.

Принцип первого руководителя состоит в том, что разработка и внедрение АСУП должны вестись

при непосредственном участии и под руководством первого руководителя предприятия,

внедряющего АСУП. Отечественная и зарубежная практика показывают, что всякая попытка

передоверить создание АСУП второстепенным лицам приводит к тому, что система ориентируется

на решение рутинных задач и не дает желаемого эффекта. В рамках реализации данного принципа

должно быть организовано эффективное взаимодействие между разработчиками АСУП и

сотрудниками предприятия, внедряющего эту систему.

Принцип непрерывного развития системы заключается в том, что по мере развития АСУП

непрерывно расширяется круг решаемых задач, причем новые задачи не заменяют уже внедренные.

Принцип автоматизации документооборота и единой информационной базы означает, что следует

автоматизировать не только процессы обработки данных, но и оформление выходных документов, и

сбор исходных данных. При этом необходимо стремиться к однократному вводу данных в систему и

многократному их использованию.

Принцип модульности и типизации сводится к выделению максимально независимых частей

системы (или модулей) и максимальному их использованию в различных подсистемах.

Принцип согласованности пропускных способностей отдельных частей системы устанавливает, что

требуется примерное равенство пропускных способностей последовательных звеньев АСУП, что

обеспечивает их равномерное использование и максимальную производительность системы в целом.


Стр. 23 из 98 22.03.2011 0:06

Опыт создания АСУ убеждает, что внедрение отдельных подсистем без предварительного

совершенствования организационной структуры управления, не дает желаемых результатов.

Игнорирование последовательного подхода к решению этой важной проблемы, как правило,

приводит к некачественным разработкам и нарушению этапности внедрения АСУ на всех уровнях

автотранспортных подразделений. Из этого вытекает еще один принцип — принцип этапности

(стадийности) создания АСУ.

Использование перечисленных принципов разработки АСУ и учет особенностей их проектирования

позволяют создавать эффективные АСУ. Таким образом, исходя из этих и других принципов, в

процессе формирования АСУ на автомобильном транспорте выделяются четыре основных

направления, которые по существу и предопределяют содержание АС:

комплексность функционально-организационных подсистем АСУ;

комплексность всех видов обеспечения АСУ;

автоматизация обработки, накопления и движения информации;

этапность разработки АСУ.

Ниже перечислены основные особенности разработки АСУП по сравнению с техническими

системами.

Создаваемая техническая система обычно предназначена для широкого применения.

Разрабатываемая АСУП, подобно разра ботке уникальной технической системы, предназначена

для конк ретного предприятия и должна отражать его конкретные особен ности. Это,

естественно, не препятствует широкому использова нию принципа типизации при разработке,

однако и при примене нии типовых проектных решений специфичность влияет на струк туру

проектируемой АСУП, и использование типовых проектных решений в АСУП существенно

отличается, например, от привяз ки типового проекта жилого дома к местности.

1.

Так как каждая АСУ является уникальной системой, ее испы тание, монтаж, доводка возможны

только после полного заверше ния проектных работ, отладки программ и монтажа технических

устройств. Многие недостатки, нерациональные проектные реше ния проявляются лишь при

попытках ввести АСУ в действие. По этому при разработке АСУ, в отличие от разработки

технических систем, большое внимание уделяется начальным этапам, когда при нимаются

стратегические проектные решения (определение под систем и задач, подлежащих

автоматизации, выбор алгоритмов их решения, распределение задач по уровням и узлам

системы и т.п.).

2.

Новые технические системы выпускаются без значительных изменений на протяжении

сравнительно долгого времени. Разви тие АСУП планируется заранее, начиная с самых ранних

этапов ее разработки. Постепенное плановое развитие АСУП требует тща тельного

исследования вопросов взаимосвязи вводимых в разное время задач; основа эффективного их

взаимодействия закладыва ется также на ранних стадиях разработки.

3.

В технических системах решающую роль играет оборудование. В АСУП главная роль

принадлежит человеку, поэтому при ее раз работке следует учитывать факторы, не играющие

особой роли при проектировании технических систем (психологические фак торы, методы

морального и материального стимулирования и т. п.). При разработке АСУП доля затрат на

оборудование значительно ниже, чем в технических системах, однако больше затраты на раз

работку, и эта разница в будущем увеличится.

4.

АСУП должна обеспечить решение задач всех уровней с максимальной интеграцией основных

этапов обработки данных. Эффективность функционирования такой системы обеспечивается

соблюдением принципов организационной, технической, информационной и программной


Стр. 24 из 98 22.03.2011 0:06

совместимости решения задач каждого уровня управления.

С точки зрения технологии обработки данных АСУП определяется как совокупность процессов

сбора, регистрации и передачи необходимого минимума первичных сообщений, их преобразования,

формирования отбора и выдачи нужной информации пользователям всех рангов управления. Исходя

из этого, процесс проектирования АСУП можно рассматривать на трех взаимно обусловленных

структурных уровнях: базовом, процедурном, функциональном. Выделение этих уровней позволяет

детализировать весь процесс автоматизации обработки информации.

Базовый уровень характеризует процессы образования первичных данных, их регистрации, сбора и

передачи. На этом уровне определяются характеристики движения первичных данных, формируются

количественные оценки потоков, маршруты следования документов, временные характеристики

источников информации, характеристики ее качества (оценки актуальности, полноты,

достоверности методов получения необходимой совокупности данных (регистрации, сбора

формирования) на базе средств периферийной техники).

Методическое информационное единство на базовом уровне достигается:

-совместимостью различных задач управления;

-интеграцией обработки данных с учетом принципа однократ ности их ввода на базовом уровне при

многократном их использо вании на процедурном и функциональном уровнях;

- учетом требований технологии последующей машинной обработки информации и обеспечения

взаимосвязи различных знаковых систем идентификации информации.

Процедурный уровень реализует процессы преобразования данных и сообщений, поступающих с

базового уровня системы. Он обусловливается методами накопления, хранения и обработки данных,

обеспечивающими:

независимость логической организации массивов информации;

программную организацию, модульную структуру ПО;

максимальную эффективность при удовлетворении запросов пользователей.

Связь между базовыми и процедурными уровнями осуществляется посредством взаимодействия

соответствующих баз данных и используемым комплексом технических средств. Именно на

процедурном уровне осуществляется селекция и отбор информации. Из всей совокупности

преобразуемых данных такой отбор реализуется в зависимости от назначения соответствующей

информации, определяемого функциональным уровнем.

Если определяющим условием организации информационных процессов на базовом и процедурном

уровнях является оперативность многократной комплексной обработки данных, то для

функционального уровня существенным является минимизация объемов используемой информации

с четким разграничением ее между пользователями.

Функциональный уровень отражает реализацию результатов преобразования данных и передачу

информации в функциональные подразделения управляемого объекта. Структура и состав

информации на этом уровне полностью определяются требованиями пользователя и методами

формирования и выдачи конечных результатов.

На функциональном уровне обеспечивается возможность удовлетворить информационные

потребности пользователей всех рангов в следующих направлениях:


Стр. 25 из 98 22.03.2011 0:06

• регламентная плановая информация (параметры и характери стики объектов производственного

процесса на планируемый пе риод);

. регламентная учетная информация, отражающая основные показатели производственной

деятельности объекта управления;

информация об отклонении хода производственного процесса от планируемых параметров и

временных характеристик;

информация для принятия управленческих решений при изме нении ситуаций, зависящих от

внешних и внутренних факторов;

конкретизация отдельных элементов состояния производствен ного процесса в реальном

масштабе (диалоговый режим получе ния информации).

Исследование ИС на трех уровнях отражает, по существу, разработку моделей объектов и процессов

управления. Определяющим уровнем, задающим последовательность преобразований данных и

получения необходимой информации является функциональный уровень. Он может трактоваться,

как уровень пользователя.

Четкая регламентация получения соответствующей информации в нужное время и в необходимом

виде определяет ее структуру и состав на базовом уровне, а также последовательность выполнения

процедур преобразования данных на процедурном уровне. Функциональный уровень,

обусловливающий технологию управления, является определяющим при проектировании всей

информационной системы.

ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ АСУ

2.1. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ ОБЪЕКТАУПРАВЛЕНИЯ

Своевременно получать информацию о ходе перевозочного процесса, расходе горючесмазочных

материалов (ГСМ) и запчастей, об объемах перевезенных грузов (пассажиров), а также отклонениях

от запланированного хода этого процесса необходимо для эффективной организации перевозочного

процесса. Для построения и исследования моделей объектов управления в их временной

взаимосвязи целесообразно выделение следующих трех основных стадий перевозочного процесса:

начальной, центральной и заключительной (рис. 2.1).


Стр. 26 из 98 22.03.2011 0:06

Рис. 2.1. Модель перевозочного процесса

Модель существующей системы управления является основой разработки АСУ, а в случае, когда

объект управления — предприятие (в том числе автотранспортное), можно говорить об АСУ

предприятием (АСУП). Процесс разработки модели системы управления сводится к изучению и

формализованному описанию процесса функционирования рассматриваемого предприятия.

Получение необходимых сведений и построение модели системы управления осуществляются в

результате реализации диагностического анализа функционирования служб предприятия и

детального изучения существующей системы обработки данных.

Диагностический анализ – это комплекс исследований, проводимых с целью выявления общих

тенденций развития производства и управления, изучения и анализа характеристик типовых задач и

модулей, разработки требований и мероприятий по улучшению системы управления предприятием.

Основной целью детального анализа этой системы является: изучение существующих алгоритмов

принятия решений, системы обработки данных и документооборота. Основными источниками

сведений о существующей системе служат нормативно-правовые и другие первичные документы,

беседы и опросы специалистов действующей системы, непосредственные наблюдения

системотехников за процессом нормальной деятельности системы.

Ни один из указанных источников в отдельности не может обеспечить необходимой полноты и

достоверности сведений о работе системы: документы сравнительно быстро устаревают и не всегда

отражают действительное состояние дел, специалисты могут непреднамеренно, а иногда и

умышленно исказить существующее положение. На всех стадиях изучения необходимы проверка и

сопоставление сведений, полученных из разных источников. Сопоставление сведений и выявление

истинного состояния дел существенно облегчаются при систематизации и группировке полученных

сведений, формализации их представления.

Подготовка документов, содержащих результаты анализа, требует значительных затрат времени и

труда. Поэтому эффективность использования стандартных бланков документов возрастает с

масштабами разработки.

Основные этапы процесса изучения и анализа существующей системы управления представлены на

рис. 2.2.


Стр. 27 из 98 22.03.2011 0:06

Первый этап — изучение структуры, целей и ограничений в существующей системе управления

(описание подразделений, структурная схема организации, таблица функций исполнителей,

характеристика задач организации, структурная схема каждого подразделения, описание функций

подразделения, описание информационных потоков внутри и между подразделениями, обобщенная

структурно-информационно-временная схема. На этапе изучения существующей системы

управления должны быть выявлены такие общие характеристики организации, как правовое

положение, основные взаимосвязи ее с другими организациями, ограничения на функционирование,

деление ее на подразделения (отделы).

Рис. 2.2. Схема процесса проектирования ИС

Структурная схема организации представляет собой модель организации в виде графа, вершинами


Стр. 28 из 98 22.03.2011 0:06

которого являются отдельные подразделения или руководители. Ориентированные ребра графа

отражают административные и функциональные связи в организации. При построении структурной

схемы сначала строится граф административных связей, который в случае иерархической системы

управления имеет вид направленного сверху вниз дерева.

Затем на схему наносят функциональные связи.

Таблица функций организации представляет собой прямоугольную матрицу, по строкам которой

записаны функции, реализуемые организацией, а по столбцам ее подразделения и подчиненные

организации. В клетках матрицы, которые находятся на пересечении строки, соответствующей

определенной функции, и столбцов, соответствующих участвующим в выполнении этой функции

подразделениям, можно указывать количество сотрудников, реализующих соответствующие функции

или трудозатраты. Учитывая большую трудоемкость заполнения документов, следует критически

оценивать степень детализации сведений, вносимых в бланки документации. После получения

информации о всей системе в целом и отображения ее в формах последовательно изучают

функциональные подразделения для более детального исследования реализации каждой из функций.

Цель исследования — выявление существующего положения в системе, а также определение

требований и условий функционирования каждого подразделения в АСУП. Результаты, полученные

при исследовании подразделений, должны быть представлены в бланках описаний функций и

информационных потоков подразделений. К этим бланкам прилагаются структурные схемы

подразделений, таблицы реализации функций подразделениями и обобщенная структурно-

информационно-временная схема, которая служит для наглядного представления этапов решения

основных задач, их последовательности, движения информации во времени и по структурным

подразделениям.

На схеме по горизонтали откладывается масштаб времени в днях, неделях, месяцах — в зависимости

от общей продолжительности решения рассматриваемых задач. По вертикали схема разбивается на

ряд горизонтальных полос, каждая из которых соответствует организации или структурному

подразделению. На полученную сетку наносят этапы решения задач и движение информации,

используя условные обозначения, внутри которых можно описывать шифры документов, массивов и

т.п., что облегчает пользование схемой. В прямоугольнике, означающем операцию или алгоритм,

дают краткое наименование алгоритма или решаемой задачи. Движение информации обозначают на

схеме прямыми линиями, соединяющими соответствующие обозначения. На схему дополнительно

наносят необходимые количественные характеристики по усмотрению разработчика. Например, у

линий, обозначающих передачу документов, записывают количественную характеристику этого

потока в виде дроби, в числителе которой проставляют средний объем передаваемых данных,

выраженный в алфавитно-цифровых знаках или в количестве документов, а в знаменателе -среднюю

частоту передачи.

Второй этап— изучение и анализ информационных потоков и алгоритмов переработки данных в

существующей системе управления: характеристика документов, описание документов,

характеристики массивов, характеристики процедур (задач), описание процедур (задач), схема

детального анализа процедур.

Для выполнения анализа частично обработанные сведения, полученные на этом этапе, должны быть

представлены в бланках: «Документы», «Массивы», «Процедуры».

При анализе существующих систем управления следует обращать внимание на процессы принятия

решений и на документооборот. Ориентация на процессы принятия решений позволяет правильно

выбрать потоки информации, необходимые для подсистем различного уровня. Следует выявить

функциональное назначение каждого документа, информацию, необходимую для его подготовки,


Стр. 29 из 98 22.03.2011 0:06

алгоритмы подготовки и его последовательное использование. При этом должны быть раскрыты

содержание, способы получения и представления не только документа в целом, но и показателей

(элементов) каждого из них с соответствующими пределами изменения.

Проектируемые информационные потоки могут существенно отличаться от существующих. При

этом процесс формирования, передачи и переработки информации разбивается на ряд элементарных

операций, под которыми понимается неделимая логически завершенная часть всего комплекса

операций данного процесса. Элементарная операция характеризуется средствами и способами ее

выполнения и отражается на схеме отдельным прямоугольником. Последовательность операций во

времени и в пространстве указывается стрелками, соединяющими элементарные операции.

Операции, происходящие нерегулярно, соединяют пунктирными стрелками.

Каждый прямоугольник, отражающий операцию, разбивают на пять частей. В них указывают:

должность лица, выполняющего данную операцию или отвечающего за ее исполнение; технические

средства, используемые при ее выполнении; наименования операций, достаточно полно и

однозначно определяющие ее смысловое содержание; среднее время начала операции и

максимальное отклонение от него; среднюю и максимальную продолжительность выполнения

операции.

С помощью таких схем легко получить самые различные количественные характеристики процесса

выполнения комплекса операций и выявить противоречивость сведений, получаемых из разных

источников. На схеме наглядно видны дублирующие пути и петли в движении информации, могут

быть получены итоговые количественные характеристики.

Автоматизация процессов изучения и анализа существующей системы управления предприятием

обусловливает необходимость применения формальных моделей процессов обработки данных. В

настоящее время наиболее широко используются матричные и графовые модели.

На рис. 2.2 показаны также основные этапы проектирования ИС. В конечном счете состав и

структура ИС обусловливается:

параметрами производственного процесса;

организационной структурой управления предприятием;

оснащенностью средствами ВТ. Многоуровневые АСУП позволяют осуществить:

согласование целей и задач, стоящих перед системой в целом и ее отдельными элементами;

организацию взаимосвязи между задачами разных уровней;

формирование рациональной структуры самой системы уп равления;

выбор и проектирование технологического процесса обработки информации с учетом

интеграции основных функций управления.

1.4. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПОТРЕБНОСТИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ

Значительное влияние на процесс дифференциации и интеграции управленческого труда оказывает

возрастание сложности и масштабов решаемых управленческих задач, что связано с образованием

разнообразных по содержанию и чрезвычайно значительных по объему потоков информации. Только

в процессе оперативного управления современным объединением перерабатывается информация,


Стр. 30 из 98 22.03.2011 0:06

содержащая несколько тысяч показателей, сотни тысяч трудовых и материальных нормативов. Эта

информация передается с помощью нескольких сотен документов.

Пока человек был единственным элементом системы управления, указанная цель достигалась путем

увеличения численности управленческих работников и их специализации на все более и более узких

функциях, увязка которых по мере дифференциации резко усложнялась. Это обусловливало

фрагментарность потребностей в информации, выполняемых в режиме информационных запросов,

выбор нетребовательных к исходным данным и малотрудоемких методов решения задач,

ограничение числа линий увязки различных решений и, что особенно важно, порождало большое

количество небольших информационных подразделений, создаваемых у себя каждым пользователем.

Естественно, возникало многократное дублирование данных в процессах сбора и обработки

информации.

Происходящие изменения в современном обществе вызывают необходимость совершенствования

систем управления, переключения основного внимания с оперативного на стратегическое

управление, ориентированное в будущее. Это соответствует перемещению центра тяжести к вершине

информационной пирамиды (рис. 1.4).

В настоящее время на первый план выдвинулась проблема интеграции систем управления на

содержательном уровне. Задача состоит в том, чтобы фиксировалось всякое заметное изменение в

состоянии объекта управления или в управленческих решениях, а информация о нем оперативно

доводилась до лиц, решения и действия которых принимаются под влиянием подобных изменений.

Решение поставленной задачи возможно только при наличии ИС, которая, по определению,

представляет собой систему, реально отражающую функционирование управляемого объекта и

удовлетворяющую разнообразные информационные потребности ее пользователей.

Известные трудности представляет определение критериев выбора пользователей ИС. Некоторые

авторы при разработке ИС предлагают рассматривать несколько вариантов отбора будущих

пользователей. В одном случае к ним относятся все сотрудники организации, в другом — только

руководители соответствующих подразделений, в третьем — все сотрудники некоторых

подразделений. Указанный подход к выбору пользователей применяется на практике, однако он, как

правило, не приводит к удовлетворительным результатам. Целесообразно при определении круга

пользователей считать критерием степень участия конкретных сотрудников в принятии

управленческих решений, т. е. величину их информационной потребности в процессе реализации

задач управления.

Рис. 1.4. Степень удовлетворения информационных потребностей различных уровней управления

Структура и состав ИС зависят от принятых на предприятии методов организации управления,

структуры его аппарата управления. Последняя и определяет состав пользователей, их участие в

принятии управленческих решений и ответственность за их реализацию. В качестве пользователей


Стр. 31 из 98 22.03.2011 0:06

могут быть приняты различные лица, имеющие непосредственное отношение к информационной

системе. Это программисты и системотехники, разрабатывающие ИС, работники, непосредственно

принимающие управленческие решения, для которых, как для конечных пользователей, собственно

и проектируется ИС.

Таким образом, говоря о внутрифирменной ИС под «пользователем» будем понимать любое

подразделение, откуда поступает или куда передается информация, или конкретное лицо,

ответственное за функционирование работ по планированию производственных процессов, учету и

анализу их протекания, а также регулированию в случае возникновения недопустимых отклонений.

В связи с этим объем информации, необходимый пользователю для реализации основных функций

управления и принятия управленческих решений, будем называть ИПП соответствующего ранга.

Естественно, что на разных уровнях принятия управленческих решений требуется различная

информация (по объему, содержанию и форме). Следовательно, в зависимости от рангов

пользователей определяются и соответствующие ИПП. В связи с этим, вопросы анализа и

определения информационных потребностей являются одними из главных при проектировании ИС и

систем управления в целом.

Необходимо отметить, что от правильности определения ИПП в полной мере зависит и выбор

технических средств сбора, регистрации данных, технологические процессы их преобразования и

формирования итоговой информации, методы и сроки ее использования, проектирование

математического и ПО ИС.

Как правило, при проектировании ИС и АСУ в целом традиционно допускается серьезный

методологический просчет. Исследование информационных процессов, определение необходимых

объемов информации нередко основывается на изучении документооборота и состава

функционирующих документов на предприятии. Определение общих объемов данных, изучение

потоков информации на предприятии занимает много времени, достаточно трудоемко и чаще всего

не приводит к желаемым результатам.

Не отрицая возможностей проведения таких исследований, на первый план при проектировании ИС

все же должны выдвигаться такие факторы, как роль, ответственность и функции каждого

пользователя в процессе принятия им управленческих решений. Это позволит выявлять ИПП для

реализации этих функций, регламентировать необходимые потоки информации и определяющие их

документы. Не от документов к ИПП, а от ИПП к ним — в этом сегодня видится рациональный путь

создания ИС. Определение потребностей в информации может быть осуществлено различными

методами.

Первый подход заключается в попытке определения объективных информационных потребностей

управления в целом, исходя из анализа целей и функций системы. При этом основное внимание

должно быть уделено изучению внешней среды и места, которое исследуемая система занимает в

этой среде. На основе такого анализа и необходимо выявлять информационные потребности,

определяя задачи ИС в целом.

Второй подход сводится к выяснению тех задач, которые, по мнению основных пользователей

проектируемой ИС, должны в ней решаться, а также информационных услуг, которые они хотели бы

получать от системы. Ясно, что предложенные подходы не являются объективным основанием для

создания эффективных систем управления. Первый из них страдает абстрактностью и

схематичностью, второй — достаточно субъективен, т.е. во многом зависит от опыта, знаний и

интуиции пользователей.

Критерием определения ИПП может служить лишь глубокий анализ задач управления, проводимый в

ходе интервьюирования ведущих сотрудников, специалистов и рядовых исполнителей, являющихся


Стр. 32 из 98 22.03.2011 0:06

потенциальными пользователями создаваемой ИС. На базе такого анализа и должна выявляться

информация, необходимая для управления, а также оцениваться участие конкретных пользователей в

принятии управленческих решений. Именно анализ задач управления должен лечь в основу

определения главных элементов и характеристик ИПП. Естественно, что в зависимости от ранга

пользователя и уровня управления меняется и диапазон ИПП.

Следовательно, информационная потребность лица, принимающего решение, может быть

определена как минимально необходимый и достаточный объем информации. Тогда ИПП

определяют по существу не только контуры информационной системы, но и ее структуру, состав, а

также, в какой-то мере, процедуры преобразования данных.

Рассмотрим более подробно некоторые основные функции, присущие практически всем системам

управления.

Функция планирования, будучи специфической функцией управления, решает ряд конкретных задач.

Первая из них -это прогнозирование событий. Прогнозирование может выполнить стоящую перед

ним задачу в том случае, если будет создана модель системы, поведение которой прослеживается в

различных ситуациях на протяжении всего планируемого периода. Отсюда естественным образом

возникает вторая задача планирования — моделирование системы и ситуаций, в которых она будет

находиться.

Моделирование позволяет проводить эксперимент, наблюдать за поведением будущей системы,

подвергать анализу ее взаимодействие со средой, делать соответствующие обобщения и на этой

основе создавать научно обоснованные прогнозы.

Жизнедеятельность системы возможна лишь при условии, когда совершающиеся в ней процессы

будут находиться в рамках заданной программы. Но поскольку в системе непрерывно совершаются

самые разнородные процессы, действующие в различных направлениях, а первоначально

установленные связи между элементами не остаются неизменными, то не только отдельные

процессы, но и вся система при определенных условиях могут отклониться от заданных параметров.

Чтобы этого не происходило, в действие вступают функции контроля и регулирования. Посредством

этих функций действующие в системе процессы удерживаются в границах установленной для

системы программы.

Контрольно-регулирующие функции имеют непрерывный характер. Но чтобы обеспечить эту

непрерывность, необходима база для разработки последующей программы, а это объективно

обусловливает необходимость учета итогов действия управляемой системы. Отсюда следует, что

процесс управления как непрерывно возобновляющийся процесс возможен при условии

нормального действия функции учета.

В отличие от контрольно-регулирующих функций учетная функция дискретна. Она осуществляется

лишь по итогам действия управленческого цикла, когда завершается выполнение программы или же

конкретной задачи. Для начала очередного управленческого цикла необходим анализ конечного

результата выполненной программы или задачи, т.е. проявляется новая функция управления —

функция анализа.

Таким образом, определение состава и содержания функций управления является

основополагающим и наиболее сложным этапом работы по совершенствованию системы


При выполнении автотранспортных перевозок активность таких функций в системе управления, как

планирование, контроль и регулирование, достаточно высока. Кроме того, необходимо учитывать


Стр. 33 из 98 22.03.2011 0:06

особенности системы, когда две основные службы: техническая и эксплуатационная

функционируют как бы обособленно. Первая призвана обеспечивать высокую техническую

готовность ПС, вторая — высокопроизводительное его использование. Все остальные службы

должны способствовать достижению этих целей. При этом общие направления и принципы развития

управленческого процесса во всех службах должны быть едины.

При протекании управленческого процесса, когда отдельные функциональные подсистемы,

отличающиеся друг от друга по функциональным признакам, вынуждены тесно взаимодействовать,

причем выход одной подсистемы является входом для другой, в результате обеспечивается единство и

непрерывность процесса управления во времени.

Для каждой из таких подсистем с учетом объекта управления характерны внешние и

внутрипроизводственные связи, внешние входы и выходы, свой круг задач, свои методы

планирования, контроля и регулирования. Главными из этих функциональных подсистем являются

служба организации перевозочного процесса (управление перевозками грузов и пассажиров) и

техническая (управление технического обслуживания и ремонта ПС).

Большая часть информации для указанных выше пользователей должна выдаваться по регламенту в

конкретные сроки. Под «регламентной информацией» будем понимать информацию, выдаваемую

пользователям для принятия управленческих решений, координируемых во времени. На практике

выдача такой информации предусматривается календарным графиком обработки и использования

данных.

Как правило, документация, в которой зафиксирована регламентная информация, имеет типовое

содержание и формируется в конкретные сроки. При формировании регламентной информации,

представляемой пользователю либо в виде машинных документов, либо заполнением полей в базе

данных, определение сроков их подготовки не представляет особой сложности (они заранее

обусловлены условиями производства). Намного сложнее выделить временные параметры

представления информации при возникающих отклонениях в производственном процессе. В этом

случае многое определяется характером отклонений, анализом его причин и, как следствие,

сложностью управленческого решения по их устранению.

Большое значение имеют квалификация сотрудников, их опыт и интуиция, умение четко определить

необходимые количественные и качественные характеристики требуемой информации.

Управленческие решения для устранения наиболее часто возникающих сбойных ситуаций в

производственной системе определяются как стандартные и могут накапливаться в ИС в библиотеке

стандартных решений. К таким решениям относятся действия пользователя в случаях выхода из

строя оборудования, нарушения графика работы, необходимость изменения количества или сроков

выпуска ПС. Совокупность информации по каждому объекту на всех стадиях выполнения перевозок,

необходимая пользователю для управления ими, и представляет ИПП.

ИПП, например, диспетчера (пользователь соответствующего ранга) в функциональном аспекте

должны включать следующую информацию:

в области планирования — информация о плане заказов авто транспорта (на следующий день,

декаду, месяц) не только количе ственно, но и с учетом типажа ПС для составления

сменно-суточ ных заданий водителям; информация об обеспеченности исправ ным ПС, срокам

начала и окончания плановых ремонтов по каждо му автомобилю, график выхода водителей на

работу (посменно);

в области оперативного учета — информация о выполненных сменно-суточных заданиях за

прошедшие сутки (смены) о про стоях ПС и причинах этого, информация о возможных


Стр. 34 из 98 22.03.2011 0:06

отклонени ях по выполнению заявок на перевозки.

Часть информации диспетчер должен получать из ИС в регламентном режиме и документальном

отражении (графики выпуска, перечень клиентов и сроки выполнения заказов). Другую

необходимую информацию диспетчер должен иметь возможность получить в требуемое время в виде

запросов или путем прямого диалога в режиме реального времени. Располагая указанными

объемами информации, он получает возможность принимать решения по формированию сменно-

суточных заданий на сутки, о переносе выполнения тех или иных позиций плана, конкретизировать

функциональные обязанности каждого водителя, выявить полный состав и структуру информации

для управления производственным процессом на всех его стадиях, рационально спроектировать

соответствующие формы выдачи информации, определить сроки обработки данных в ИС и

получение итоговой информации.

Аналогично детализируется состав ИПП всех пользователей ИС. Такой подход к определению

информационных потребностей позволяет исключить дублирование в управленческой деятельности.

Анализ ряда ИС, функционирующих на автомобильном транспорте, позволил выявить ряд

недостатков, снижающих эффективность их функционирования:

пользователи различных рангов (управленческие работники предприятия) получают

информацию в большем объеме, чем это требуется для принятия решений;

нет четкой регламентации по адресности и срокам представ ления детальной и агрегированной

информации; не изучены и не определены ИПП всех рангов управления (виды и объемы пред

ставляемой им информации);

пользователи, не всегда четко представляя возможности функ ционирующих ИС, чаще всего

прибегают к эвристическим методам формирования необходимой им информации;

3.3.2. Операционные системы и их характеристика

При принятии стратегического решения относительно используемых в корпоративной сети сетевых

ОС необходимо учитывать, что они делятся по своим функциональным возможностям на два класса:

сетевые ОС масштаба отдела и корпоративные сетевые ОС.

При выборе корпоративной сетевой ОС приоритетом является масштабируемая в широких пределах

производительность, основанная на хорошей поддержке многопроцессорных и кластерных платформ

(здесь сегодня лидерами являются фирменные версии Unix, показывающие рост

производительности, близкий к линейному, при числе пользователей до 64).

Для этого ОС должна поддерживать несколько популярных универсальных прикладных интерфейсов

пользователя, таких, которые позволяли бы эффективно выполняться в среде этой ОС приложениям

Unix, Windows, MS DOS, OS/2, а это означает, что данная ОС должна поддерживать многонитевую

обработку, вытесняющую многозадачность, мультипроцессирование и виртуальную память.

В этих сетевых ОС важную роль играют учетные записи пользователя, совершенно необязательные в

Windows 95, 98, а система обработки учетных записей пользователей изолирует обращающихся к

этой ОС лиц друг от друга, от важнейших компонентов ОС и от сети.


Стр. 35 из 98 22.03.2011 0:06

Каждый пользователь имеет доступ только к определенным компонентам локальной машины и

сетевым серверам, а другие компоненты машины находятся в ведении других пользователей (с их

собственными ограничениями на доступ) и системных администраторов, причем все они имеют

разные права доступа. При регистрации пользователя в системе может выполняться подключение

машины к сети либо на равных правах, либо как клиент к серверу.

В одноранговой сети любая машина имеет доступ к другой и к совместно используемым ресурсам

всех машин, если, конечно, они не защищены паролем. В таких сетях учетные записи пользователей

находятся на клиентских (локальных) машинах, а не на сетевом сервере. Регистрация как клиента

Microsoft Networks также используется для подключения станций Windows 95, 98 к сетям Windows

NT (включая домены), где учетная запись пользователя хранится на машине сервера. В подобных

системах право доступа устанавливает администратор сервера, а пользователи имеют доступ только

к тем сетевым ресурсам, которые указал администратор. При выборе второго варианта — клиента

NetWare Networks — устанавливается соединение машины с сетью Novell, а учетная запись

пользователя хранится на соответствующем сервере.

Модели Windows NT во многом построены на основе Unix, особенно в части ее сетевой деятельности

и определенных механизмов управления ресурсами. В Unix добавление пользователя означает по

существу создание отдельного каталога и подкаталогов, предназначенных для данного пользователя,

и предоставление различных прав собственности и разрешений на доступ к файлам и процессам в

этой структуре каталогов. В некоторых системах пользователи могут просматривать (но не изменять

или добавлять) всю структуру каталогов машины Unix, но администратор имеет полномочия

полностью ограничить пользователям доступ определенными областями системы.

Один из пользователей системы Unix имеет полный контроль над всеми файлами (так называемый

суперпользователь). Он обычно регистрируется под именем root (корень), а учетная запись для него

формируется при инсталляции ОС. Суперпользователь может изменять права собственности на

файлы, задавать имя владельца системы, устанавливать протоколы TCP/IP и другие сетевые

параметры, файловые системы и устройства, а также многое другое. Учетная запись

суперпользователя аналогична учетной записи Administrator в Windows NT. Обычно очень немногим

системным администраторам в Unix дается корневой пароль, поскольку такая учетная запись

предусматривает слишком обширные права доступа.

Каждый файл системы Unix принадлежит одному владельцу, который может давать разрешения на

его использование. Права собственности присваиваются пользователям, и чаще всего они

распоряжаются файлами и подкаталогами своего каталога (права на владение другими файлами или

каталогами предоставляет суперпользователь). Каждый файл предусматривает список разрешений,

организованный его владельцем, причем в каждом файле выделяется девять бит разрешения: в

первых трех оговаривается доступ владельца, во вторых трех — групповой доступ, а в последних

трех — доступ для кого-либо еще. Для всех уровней доступа действуют три типа разрешений:

чтения, записи или исполнения. Разрешение на чтение позволяет пользователю открывать и

просматривать файл, а разрешение на запись — вносить в него изменения. С разрешением на

исполнение файла пользователь может запустить файл на исполнение (если это программа или

сценарий оболочки).

Каждому пользователю присваиваются определенные права, которые он может расширить или

сузить в процессе формирования учетной записи с помощью утилиты User Manager (или User

Manager for Domains системы Windows NT Server). Группам также предоставляются определенные

права, и, если в группу добавляется новый пользователь, у него будут такие же права и разрешения,

какие имеет группа.


Стр. 36 из 98 22.03.2011 0:06

Интерфейс — это технология общения с компьютером и взаимодействия частей компьютера. Иными

словами, это сопряжение средств информатики (данных, программ, аппаратуры), в котором все

информационные, логические, физические и электрические параметры отвечают установленным

стандартам. И именно через стандартизацию интерфейсов обеспечивается совместимость

специалиста-функционера с компьютером, т.е. через стандарты интерфейса специалист-функционер

может выполнять с помощью компьютера определенные действия по превращению данных в

информацию. Таким образом, информационно-командная среда представляет собой совокупность

программного и информационного обеспечения и определенного стандарта интерфейса.

3.3. ПРОГРАММНО-МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

3.3.1. Структура программно-математического обеспечения АСУ, его функции и принципыразработки

Программные средства обеспечивают обработку данных и состоят из общего и прикладного ПО и

программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ. К общему ПО относят

операционные системы (ОС), системы программирования и программы технического обслуживания,

которые предоставляют сервис для эксплуатации компьютера, выявления ошибок при сбоях,

восстановления испорченных программ и данных. В зависимости от функций, выполняемых ПО, его

можно разделить на две большие группы: системное и прикладное ПО.

Системное программное обеспечение (СПО) — это «программная оболочка» аппаратных средств,

предназначенная для отделения остальных программ от непосредственного взаимодействия с

оборудованием и организации процесса обработки информации в компьютере. К СПО относятся

такие типы программ, как ОС, различные сервисные средства, функционально дополняющие

возможности ОС, инструментальные средства (системы управления базами данных,

программирования, оболочки экспертных систем). Прикладное ПО предназначено для решения

определенных задач пользователя.

Основная компонента СПО — ОС выполняет следующие функции:

организация многоцелевой работы компьютера, при которой возможно одновременное

выполнение нескольких программ;

организация хранения программ и данных на носителях ин формации и, возможно,

санкционирование доступа к этой ин формации;

обеспечение взаимодействия с пользователем на основе гра фического интерфейса;

. обеспечение сетевых возможностей, т. е. возможности доступа к информации, хранимой в памяти

другого компьютера локальной или глобальной сети.

Последняя функция в настоящее время стала стандартной для любой современной ОС. Тем не менее,

проводя их классификацию, можно выделить две группы по данному признаку. Это, во-первых,

системы, предназначенные для использования в узлах коммуникаций корпоративных сетей, и

системы для рабочих станций сети.

Примером таких систем могут служить Microsoft Windows NT Server 4.0, Novell NetWare 4.x (для

узлов коммуникаций) и Microsoft Windows NT Workstation 4.0 (для рабочих станций).По своим


Стр. 37 из 98 22.03.2011 0:06

функциональным возможностям все сетевые ОС делятся на два четко различимых класса: сетевые

ОС масштаба отдела и корпоративные ОС. Это следует учитывать при принятии стратегического

решения относительно использования ОС того или иного класса.

Выбор корпоративной сетевой ОС обусловлен, прежде всего, возможностью в широких пределах

масштабирования производительности.

На сегодняшний день признанными лидерами являются фирменные версии «коробочных» продуктов

Unix. Это можно отследить при увеличении числа пользователей (до 64), когда график роста

производительности близок к линейному. Следует учитывать и тот факт, что выбранная ОС должна

поддерживать ряд универсальных (на сегодняшний день) API, таких, которые могли бы выполняться

эффективно с приложениями Windows, MS DOS и OS/2 при вытеснении многозадачности и

мультиплексирования. Подробнее об этом см. подразд. 3.3.2.

Хотя существует еще ряд не менее важных характеристик, которые надо учитывать при выборе

сетевой ОС, таких, например, как степень стабильности и безопасности ОС, наличие программных

средств удаленного доступа, способность работать в гетерогенной среде и т.д., реальная жизнь

упрощает задачу выбора. Сегодня рынок корпоративных ОС поделен между несколькими ОС:

примерно по одной трети имеют NetWare и Windows NT, 10% приходится на разные версии Unix и 20

% представлены остальными типами ОС.

Модели Windows NT во многих отношениях построены на основе Unix, особенно в части сетевой

деятельности и определенных механизмов управления ресурсами. В Unix добавление пользователя

означает по существу создание отдельного каталога и подкаталогов, предназначенных для данного

пользователя, и предоставление различных прав собственности и разрешений на доступ к файлам и

процессам в этой структуре каталогов. В некоторых системах пользователи могут просматривать (но

не изменять или добавлять) всю структуру каталогов машины Unix, но администратор имеет

полномочия ограничить пользователям доступ лишь отдельными областями системы.

Windows 95, как, впрочем, DOS и Windows 3.x, не содержит практически никаких встроенных

средств обеспечения безопасности, аналогичных имеющимся в Windows NT и Unix, поэтому мало

пригодна в качестве среды для рабочих станций корпораций и организаций.

В настоящее время существует три жизнеспособные и развивающиеся промышленные технологии

передачи графических интерфейсов: X-terminal многочисленных вариантов Unix (для Х-Window),

Remote Desktop фирмы Microsoft (для Windows Terminal Server) и средства WEB-броузеров Netscape

и Microsoft (с помощью HTML, Java и JavaScript и соответствующих интерфейсов к СУБД).

Через стандартизацию интерфейсов обеспечивается совместимость специалиста с компьютером, т.е.

через стандарты интерфейса специалист может выполнять с помощью компьютера определенные

действия (определенную технологию) по превращению данных в информацию. Таким образом,

информационно-командная среда представляет собой совокупность программного и

информационного обеспечения и определенного стандарта интерфейса.

Разнообразие технических средств и ОС привели к появлению понятия платформы. Практика

показывает, что эволюция программно-аппаратного комплекса идет непрерывно по мере повышения

квалификации и уровня знаний тех, кто реально использует эти средства. Модульность программно-

аппаратных средств — ключ к эволюционному развитию систем. Международные организации и

крупные фирмы в области информатики предлагают различные стандарты на аппаратные и

программные интерфейсы.

В традиционном понимании платформа — это комплекс аппаратных и программных средств, на


Стр. 38 из 98 22.03.2011 0:06

котором функционирует ПО пользователя ЭВМ. Основа аппаратной платформы (hardware-

платформы) — процессор. Тип процессора определяет тип и характеристики компьютера.

Существует несколько направлений развития аппаратных платформ — для ПК, рабочих станций,

мини-компьютеров, больших компьютеров и суперкомпьютеров. В настоящее время в обеспечении

информационных технологий управления наиболее широко распространены IBM-совместимые

персональные компьютеры с процессорами Intel.

Программный продукт (ПП) — это совокупность отдельных программных средств, их документации,

гарантий качества, рекламных материалов, мер по обучению пользователей, распространению и

сопровождению готового ПО.

Подобно живому организму, всякий продукт (товар или услуга) имеет свой ЖЦ, который начинается

с момента его «рождения» (или, возможно, с момента зарождения идеи) и заканчивается его

«смертью», или изъятием из употребления. Эта концепция получила значительное развитие и

оказалась весьма полезной при управлении процессом создания ПП.

Можно выделить несколько фаз существования ПП в течение его ЖЦ. Иногда они перекрываются,

начало и конец каждой фазы не всегда могут быть точно определены.

Фаза исследования начинается с момента, когда руководитель разработки осознает потребность в

данном продукте. Выполняемая в этой фазе работа состоит в планировании и координации,

необходимых для подготовки формального перечня требований к продукту.

Фаза анализа осуществимости есть техническая часть фазы исследования. Работа заключается в

исследовании предполагаемого продукта с целью получения оценки возможности реализации

проекта. Рассматриваются также:

« эксплуатационная осуществимость — будет ли программный продукт достаточно удобным для

использования;

экономическая осуществимость — стоимость, эффективность с точки зрения пользователя;

коммерческая осуществимость — будет ли ПП привлекатель ным, пользующимся спросом,

простым в обращении, легко уста навливаемым, приспособленным к обслуживанию.

Часто после проведения анализа осуществимости работы по разработке ПП прекращаются.

Фаза конструирования обычно начинается еще в фазе анализа осуществимости, как только

оказываются определенными некоторые предварительные цели. В этой фазе разработанные

алгоритмы программ фиксируются в официальных спецификациях.

Фаза программирования начинается в фазе конструирования, как только станут доступными

основные спецификации на отдельные компоненты изделия, но не раньше утверждения соглашения

о требованиях. Эта фаза состоит в подробном внутреннем конструировании ПО, а также составлении

схем алгоритмов, документировании, кодировании и отладке программ.

Фаза оценки наступает, как только все компоненты собраны вместе и испытаны. Для оценки затрат

можно использовать несколько методов. Если при этом получаются несогласованные результаты,

следует добиться устранения этой несогласованности. Используются методы экспертных оценок,

метод алгоритмического анализа, пошаговый анализ и т.д.

Фаза использования начинается, когда изделие передается в систему распределения, и обычно


Стр. 39 из 98 22.03.2011 0:06

продолжается от 2 до б лет. В фазе использования выполняется обучение персонала, внедрение,

настройка, сопровождение и, возможно, расширение ПП. Фаза заканчивается, когда изделие

изымается из употребления.

Фазы ЖЦ программного продукта можно привязать к функциям управления, т. е. к организационным

функциям любого предприятия. Так, группа планирования на предприятии определяет

необходимость в программном продукте, устанавливает возможность его реализации и осуществляет

слежение за ним до конца использования. Группа разработки составляет спецификации,

конструирует, документирует программный продукт. Группа обслуживания предоставляет средства

ВТ для обеспечения всех названных функций, конфигурационного управления, распространения и

административной поддержки. Группа выпуска документации обеспечивает пользователей

различными руководствами и справочными материалами. Группа испытаний дает независимую

оценку как ПО, так и документации до передачи их пользователю. Группа поддержки обеспечивает

распространение ПП и обучение пользователей, его установку на месте использования и

постоянную связь между отдельными группами и пользователями. Группа сопровождения

обеспечивает исправление ошибок и некоторые улучшения в фазе использования.

Все вышесказанное относится как к общему, так и к прикладному ПО. Прикладное ПО определяет

разнообразие ИТ и состоит из отдельных ПП или пакетов, называемых приложениями. Некоторые

приложения могут применять все пользователи, а применение других требует определенного уровня

квалификации проектировщика.

Рассматривая стратегические проблемы создания корпоративных приложений, следует отметить, что

чаще всего важен выбор не самого приложения, а той технологии, в соответствии с которой

приложение создается, поскольку большая часть приложений создается силами сотрудников

предприятия или же силами сторонней организации, но по конкретному техническому заданию для

этого предприятия. Случаи использования готовых крупных приложений, настраиваемых на

потребности данного предприятия, например SAPR/3, более редки по сравнению с созданием

специальных приложений.

Специальные приложения часто модифицируются, добавляются, снимаются с работы, поэтому

важно, чтобы технология их создания допускала быструю разработку (например, на основе

объектного подхода) и быстрое внесение изменений при возникновении такой необходимости. Кроме

того, важно, чтобы технология позволяла строить распределенные системы обработки информации,

использующие все возможности современной корпоративной сети.

Технология Intranet удовлетворяет этим требованиям, являясь одновременно и самой перспективной

технологией создания приложений. Однако и при выборе Intranet для создания корпоративных

приложений остается немало проблем, которые можно отнести к стратегическим, так как существует

несколько вариантов реализации этой технологии — Microsoft, Sun, IBM, Netscape и др.

В конечном итоге свойства приложений определяют требования, предъявляемые к остальным слоям

и подсистемам корпоративной сети. Объемы хранимой информации, их распределение по сети, тип и

интенсивность трафика — все эти параметры, влияющие на выбор СУБД, операционной системы и

коммуникационного оборудования и т.п., являются следствием выбора приложений, работающих в

сети.

3.2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ


Стр. 40 из 98 22.03.2011 0:06

3.2.1. Назначение и структура комплекса технических средств АСУ ДТП

Для информатизации бизнеса необходим широкий спектр программно-аппаратных средств, в том

числе ВТ и средств связи. Различные технические средства обеспечивают прием и передачу трех

основных видов информации (речь, печатный текст, графика) в статике и динамике с максимальным

использованием слуха, осязания, зрения человека.

Человек напрямую работает с различными периферийными устройствами: дисплеи, клавиатуры,

«мыши», джойстики и иные манипуляторы, электронные планшеты, табло и т. п. Технические

средства связи обеспечивают передачу информации во внешней деловой среде. При этом в системе

связи используются не только «чистые» устройства связи, но и информационно-коммуникационные

компьютеры. На предприятии в зависимости от масштаба и особенностей предпринимательства

может использоваться от одного до нескольких тысяч компьютеров для хранения и обработки

информации.3.2.2. Информационно-телекоммуникационная инфраструктура, сети ЭВМ

Информационной (компьютерной) сетью называется группа компьютеров, соединенных между

собой с помощью специальной аппаратуры, обеспечивающей обмен данными. Компьютеры,

расположенные в пределах одного или нескольких рядом стоящих зданий и объединенные с

помощью высокоскоростного сетевого оборудования, называют локальной сетью (ЛС).

Для подключения компьютера к ЛС необходимо устройство, называемое сетевым адаптером.

Современные сетевые адаптеры обеспечивают передачу информации со скоростью 10—100 Мбит в

секунду. При объединении компьютеров, расположенных на значительном расстоянии друг от друга

(в разных городах, странах), говорят о глобальной сети.

Основным (наиболее массовым в настоящее время, но далеко не единственным) каналом передачи

данных в этом случае является телефонный канал. Устройство, необходимое для подключения

компьютера к телефонной линии, называется модемом. Скорость передачи данных здесь меньше,

чем в ЛС, и находится в существенной зависимости от качества канала связи и типа модема. В

настоящее время наблюдается тенденция к подключению ЛС к мировой глобальной сети Интернет.

Выбор технологии магистрали для крупных ЛС предприятия определяется используемыми

протоколами нижнего уровня, такими как Ethernet, TokenRing, FDDI, FastEthernet и т.п., и

существенно влияет на типы используемого в сети коммуникационного оборудования.

Магистраль — это одна из наиболее дорогостоящих частей любой сети. Поскольку через нее

проходит значительная часть трафика сети, ее свойства сказываются практически на всех сервисах

корпоративной сети, которыми пользуются конечные пользователи. Поэтому выбор технологии

работы магистрали явно относится к разряду стратегических решений.

Передача данных по сети регламентируется определенными правилами. Набор правил

взаимодействия между компьютерами сети называют протоколами передачи данных, или сетевыми

протоколами (см. также 3.3.2). Протоколы определяют формат, способ синхронизации, порядок

следования, методы обработки ошибок при передаче данных. Передача данных между

компьютерами требует выполнения многих шагов. Например, для передачи файла с одного

компьютера на другой, файл должен быть разбит на части, эти части должны быть определенным

образом сгруппированы (рис. 3.3).

Компьютер, принимающий файл, должен получить дополнительную информацию о том, каким

образом связаны между собой


Стр. 41 из 98 22.03.2011 0:06

Заголовок Пакет 1 … Пакет № Концевик

Рис. 3.3. Структура сообщения

образованные группы, о способе синхронизации, корректировке ошибок, связанных с передачей

данных и т.д.

С учетом сложности осуществления коммуникаций между компьютерами этот процесс обычно

разбивается на шаги. Каждый такой шаг выполняется в соответствии со своими правилами, т.е. со

своим протоколом. Работая в ЛС, пользователи могут посылать друг другу текстовые сообщения,

получать доступ к файлам, находящимся на локальных дисках других компьютеров сети,

использовать различные устройства (ресурсы) сети. Примером может служить использование

принтера, подключенного к другому компьютеру сети.

Кроме протокола, который будет работать на магистрали, необходимо также выбрать рациональную

структуру магистрали. Эта структура будет затем положена в основу структуры кабельной системы,

стоимость которой может составлять 15 % всей стоимости сети и более.

Рациональная структура магистрали должна обеспечить компромисс между качеством передачи

трафика (пропускная способность, задержки, приоритеты для ответственных приложений) и

стоимостью.

На структуру магистрали сильное влияние оказывает выбранная технология, так как она определяет

максимальные длины кабелей, возможность использования резервных связей, типы кабелей и т.п.

Так как магистраль крупной сети строится практически всегда на основе активного

коммуникационного оборудования (коммутаторов и маршрутизаторов), фильтрующего и

перераспределяющего трафик между подсетями, то в понятие рациональной структуры входит и

выбор активного оборудования.

При этом вопрос состоит не столько в выборе модели оборудования и производителя, а в основном в

выборе типа оборудования (маршрутизатор, коммутатор) и режима работы этого оборудования по

объединению подсетей и установлению защиты от нежелательного межсетевого трафика.

Сегодня существует несколько режимов работы маршрутизаторов и коммутаторов, отличающихся от

стандартных: образование коммутаторами виртуальных сетей, ускоренная маршрутизация при

передаче различных видов информации. Пока что эти режимы, часто весьма полезные для работы на

магистралях современных сетей, каждый производитель реализует по-своему, хотя работы по

стандартизации идут и некоторые приемы и алгоритмы уже близки к тому, чтобы обрести свое

стандартное выражение.

Интенсивности потоков данных в разных сегментах ЛС порой значительно разнятся. Следовательно,

имеется потребность в экономичном решении, предоставляющем сегментам и подсетям ту

пропускную способность, которая им требуется. Тем не менее 10-мегабитный Ethernet устраивал

большинство пользователей на протяжении около 15 лет.

Однако в начале 1990-х годов стала ощущаться недостаточная пропускная способность каналов

Ethernet. Для компьютеров на процессорах Intel 80286 или 80386 с шинами ISA (8 Мбайт/с) или EISA

(32 Мбайт/с) пропускная способность сегмента Ethernet составляла 1/8 или 1/32 канала «память-

диск», и это хорошо согласовывалось с соотношением объемов локальных данных и внешних

данных для компьютера.


Стр. 42 из 98 22.03.2011 0:06

Теперь же у мощных клиентских станций с процессорами Pentium или PentiumPRO и шиной PCI

(133 Мбайт/с) эта доля упала до 1/133, что явно недостаточно для передачи аудио-,

видеоинформации, распространения мультимедийных приложений. Еще больший недостаток в

пропускной способности стали ощущать серверы как на основе RISC-, так и на основе Intel-

процессоров. Основным решением в этой области стало использование нескольких сетевых

адаптеров, работающих на разные подсети.

В начале 1990-х годов наметились сдвиги и в характере передаваемой по сети информации. Наряду с

алфавитно-цифровыми данными появились графические, звуковые и видеоданные, хранящиеся в

многомегабайтных файлах. Это еще больше усугубило ситуацию, так как теперь даже несколько ПК,

работающих с мультимедийной информацией, могли перегрузить 10-мегабитный сегмент сети.

Поэтому многие сегменты 10-мегабитного Ethernet стали перегруженными, реакция серверов в них

значительно упала, а частота возникновения коллизий существенно возросла, еще более снижая

номинальную пропускную способность.

Самое простое решение — повышение битовой скорости единственного протокола, работающего во

всех сегментах сети, как происходило ранее с сетями на основе Ethernet — не является уже

рациональным для скоростей, больших 30 — 40 Мбит/с. Это стало ясно после разработки и

применения первого высокоскоростного протокола ЛС — протокола FDDI, работающего на битовой

скорости 100 Мбит/с.

Стоимость сегментов FDDI оказалась для этого слишком высокой, поэтому протокол FDDI стал

применяться в основном только для построения магистралей крупных ЛС и подключения

централизованных серверов предприятия. Для связи сегментов Ethernet с сегментами FDDI

потребовалось применение маршрутизаторов или транслирующих коммутаторов.

Схема построения ЛВС с использованием нескольких сегментов (в случае применения

коммутаторов) или подсетей (в случае применения маршрутизаторов или умеющих

маршрутизировать коммутаторов), в каждой из которых применяется один из двух протоколов в

зависимости от пропускной способности, необходимой компьютерам, работающим в этой части

сети, является прообразом схемы, к которой сегодня стремятся производители сетевого оборудования

и сетевые интеграторы.

Более совершенная схема построения ЛС должна опираться не на две доступные скорости, а на

более сложную иерархическую линейку скоростей для компьютеров сети. Тогда можно будет более

точно и с меньшими затратами учесть потребности каждой группы компьютеров, объединенных в

сегмент, или даже каждого отдельного компьютера.

Для согласования скоростей работы каналов между сегментами сети необходимо применять

устройства, обрабатывающие трафик с буферизацией пакетов — коммутаторы или маршрутизаторы,

но не концентраторы, которые организуют побитную передачу данных из сегмента в сегмент.

Обеспечение для абонентов сети требуемого уровня задержек — это частный случай обеспечения

нужного качества обслуживания. Анализ типов трафика, создаваемого современными

приложениями, позволил выделить несколько основных типов, для которых понятие качества

обслуживания имеет различный смысл и характеризуется различными параметрами. Трафик

реального времени с постоянной битовой скоростью обычно требует предоставления ему

постоянной полосы пропускания, причем в понятие качества обслуживания входит не только

величина предоставляемой ему пропускной способности, но и величина задержек передачи каждого

пакета — обычно среднее время задержки и величина ее вариации.


Стр. 43 из 98 22.03.2011 0:06

Для пульсирующего компьютерного трафика, который не является трафиком реального времени, так

как не чувствителен к задержкам, обычно достаточно обеспечить параметры пропускной

способности, а о величинах задержек можно не заботиться.

Для случая, когда трудно точно оценить среднюю скорость передачи данных приложением и

максимальный всплеск интенсивности, применяют упрощенное толкование понятия качества

обслуживания, как верхний и нижний пределы пропускной способности, предоставляемой сетью

абоненту в течение достаточно длительного промежутка времени.

Компьютерный трафик при отсутствии специальных каналов связи передавали по телефонным

каналам с помощью модемов. Однако при этом определенные неудобства испытывали компьютерные

абоненты сети — канал с постоянной пропускной способностью не может хорошо передавать

пульсации трафика. Если нужно передать трафик со средней интенсивностью 10 Кбит/с и

пульсацией до 500 Кбит/с на протяжении одной секунды, то, очевидно, что канал с пропускной

способностью 28,8 Кбит/с не сможет хорошо справиться с этой задачей.

Такое положение дел всегда сохраняется при использовании сетей с коммутацией каналов, в том

числе и сетей, которые изначально проектировались, как сети с интегральными услугами, в которых

компьютерный трафик должен передаваться наравне с телефонным, трафиком факсов, службы

телетекста и трафиками других служб (ISDN — цифровые сети интегрального обслуживания).

С учетом большого числа клиентов, пользующихся сервисом удаленного доступа, основным видом

телекоммуникационного транспорта, подходящего для этих целей, остаются телефонные сети — как

аналоговые, так и ISDN.

Для быстрой передачи данных сети ISDN подходят в гораздо большей степени, чем узкополосные и

зашумленные каналы аналоговых сетей.

Для передачи компьютерного трафика через сети ISDN используется сервис коммутации каналов со

скоростью до 2 Мбит/с, а значит, все проблемы с передачей пульсаций остаются.

При более низких скоростях передачи данных задержки могут быть достаточно чувствительными.

Даже в ненагруженной сети framerelay при скорости передачи данных по каналу в 1,5 Мбит/с

передача пакета компьютерных данных длиной 4096 байт может задержать пакет голосовых данных

на 22 мс, что скорее всего очень сильно снизит качество передачи голоса.

Существует несколько способов объединения компьютеров в ЛС. Наиболее широко используются

топологии «звезда», «общая шина», «кольцо» (рис. 3.4).

Рис. 3.4. Основные топологии вычислительных сетей

Топология «звезда» предполагает, что каждый компьютер подключен с помощью отдельного кабеля

к объединяющему устройству. Топология «общая шина» предполагает использование одного кабеля,

к которому подключены все компьютеры сети. В топологии «кольцо» данные передаются от одного

компьютера к другому как бы по эстафете. Несколько ЛС, выполненных с помощью различных

топологий, можно объединить в единую сеть.


Стр. 44 из 98 22.03.2011 0:06

3.1.2. Особенности построения современных информационных систем

Актуальность проблемы хранения и оперативного поиска данных привела к появлению такого

понятия, как хранилище данных. Следует упомянуть о необходимости использования единых

информационных хранилищ в аналитических системах и в первую очередь в системах поддержки

принятия решений (СППР). СППР пользуются информацией, собранной с помощью компьютерных

сетей из множества систем обработки данных (СОД). Данные в

СОД собираются, хранятся и по достижении установленного срока выгружаются. В различных СОД

данные могут не быть согласованы между собой, информация в них может быть по-разному

структурирована, степень ее достоверности определить сразу бывает достаточно трудно. Все это

свидетельствует о том, что архивные данные из СОД без предварительной доработки использовать в

информационных хранилищах нецелесообразно.

В настоящее время для совместного использования данных осуществляется интеграция различных

СОД на основе единого справочника метаданных.

Информационные хранилища для СППР должны обладать некоторыми специфическими свойствами.

От них требуется хранение информации в хронологическом порядке, так как без отражения

хронологии данных нельзя говорить о решении задач прогнозирования и анализа тенденций

(основных задач СППР). Важнейшее требование, предъявляемое к информационным хранилищам,

-даже не оперативность, также необходимая, а достоверность информации, которую без

согласованности данных обеспечить невозможно. Дело в том, что различные СОД на один и тот же

запрос могут дать различные ответы по ряду причин:

* асинхронность модификации данных в разных СОД;

различия в трактовке событий, понятий и т.д.;

изменение семантики данных в процессе развития предмет ной области;

ошибки при вводе и обработке;

• частичная утрата фрагментов информации из архива и т. п. Задача создания информационных

хранилищ чрезвычайно слож на, и достаточно часто ее решение связано с рядом проблем.

Хранилища данных работают с внешними источниками, т.е. различными информационными

системами, электронными архивами, каталогами и справочниками, статистическими сборниками и

т.д. Все внешние источники реализованы на основе различных программных и аппаратных средств.

На основе этих разнородных средств и решений необходимо построить единую информационную,

функционально согласованную систему.


Стр. 45 из 98 22.03.2011 0:06

Если единая информационная система должна иметь распределенное решение, то следует

физически разделить узлы компьютерной сети, где происходит операционная обработка

информации, и узлы, в которых выполняется анализ данных.

Создание единых хранилищ данных предполагает использование технологий статистической

обработки информации для ее предварительного анализа, определения состава и структуры

тематических рубрик. Начальный этап предварительного анализа — выделение групп с

однородными данными и расчленение информации на однокачественные интервалы, т.е.

группировка по типу информации.

Если существующие в настоящее время технологии анализа данных в хранилищах распределить по

увеличению аналитических возможностей, то список будет выглядеть так: Online Transaction

Processing (OLTP), Online Analytical Processing (OLAP), Data Mining. Технология оперативного

анализа распределенных данных (OLAP-технология), занимающая среднее положение в этом

списке, наиболее распространена. Эта технология обеспечивает:

построение многомерных моделей баз данных;

иерархическое представление информации по семантическим связям;

выполнение сложных аналитических расчетов;

динамическое изменение структуры отчета;

обновление БД.

Аналитические приложения для поддержки принятия решений в бизнесе основываются на модели

данных, разработанной для конечного пользователя. Такая модель может обрабатывать информацию

из реляционных баз данных и других плоских таблиц многомерным образом.

Программные продукты, использующие OLAP-технологию, сочетают модель представления данных,

оптимизированную для анализа, с простыми средствами доступа к этим данным.

К основным преимуществам OLAP-технологии относятся:

возможность пользователя работать с данными самому, а не через посредника-программиста;

время ответа на сложный запрос, предполагающий анализ боль шого объема данных, в этих

технологиях намного меньше, чем в OLTP-технологии;

OLAP-приложения предназначены и наиболее эффективны для анализа большого объема

данных.

При выборе СУБД следует учитывать, что скорость работы в сети зависит не только от аппаратных

возможностей оборудования, но и в значительной степени от ПО. В классической сетевой

технологии БД хранится на сервере. Программы исполняются на рабочих станциях, данные

поступают по сети. При локальной работе с базами особенных проблем не возникает. Но когда к

таблицам пытаются обратиться по сети одновременно несколько пользователей, возникают

трудности. В рамках этой технологии два и более пользователя не могут одновременно изменить

одни и те же данные.

Допустим, при работе прикладного ПО, когда автоматизирован отпуск товара со склада с

последующей загрузкой автомобиля, два пользователя, в данном случае кладовщики,

осуществляющие загрузку разных автомобилей, пытаются списать со склада один и тот же товар.

Первый пользователь заблокировал поле «остаток товара», и пока он не закончит запись, остальные

пользователи должны ждать. При возникновении ошибки в работе одного из пользователей (сбой

питания компьютера, аварийное завершение программы и т.д.) всем остальным приходится


Стр. 46 из 98 22.03.2011 0:06

завершать работу и ждать, пока администратор не восстановит испорченные индексные файлы (в

худшем случае — саму базу данных).

Так как и сама база, и индексы являются последовательными файлами, при больших объемах данных

операции с ними выполняются крайне медленно.

С приходом технологии «клиент-сервер» ситуация несколько улучшилась. Стали создаваться

распределенные системы. Современные серверы баз данных (Oracle, Sybase, Informix, Interbase и т.д.)

способны перенести часть нагрузки на сервер. Так, возможно выполнение хранимых на сервере

процедур, запускаемых как с клиентской части программы, так и с серверной, как реакция на

события (с помощью триггеров). Однако, несмотря на улучшение эксплуатационных параметров,

уменьшение сетевого трафика не очень значительно. Так, если необходимо обработать значительные

объемы информации, на клиентскую часть приходится передавать достаточно много данных. К тому

же программы все равно должны исполняться на мощных рабочих станциях. Сегодня решение этой

проблемы — перенос всей математической обработки на центральные компьютеры, когда у клиентов

остаются только ввод и отображение данных.

3.1. ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

3.1.1. База данных как основа информационного обеспечения

В состав информационного, программного и математического обеспечения принято включать

следующие элементы:

методы и модели решения задач анализа и управления;

методы вычисления показателей, используемых для количе ственной характеристики

отображаемых объектов;

языки информационной системы, ее подсистем и тех систем во внешней среде, с которыми она

общается;

инструкции и программы сбора, подготовки, контроля, обра ботки, хранения, поиска, выпуска

и передачи данных — для чело века или компьютера.

Последовательность записей, размещаемых на внешних запоминающих устройствах и

рассматриваемых в процессе обработки как единое целое, именуется файлом.

База данных — совокупность взаимосвязанных данных, которую можно использовать оптимальным

образом для одного или нескольких приложений в определенной предметной области человеческой

деятельности.

В современных системах управления БД пользователь имеет дело с содержательной стороной своих

данных, а не с деталями их представления в ЭВМ. Сами системы управления базами данных

выполняют следующие две основные функции:

хранение и ведение представления структурной информации (данных);

преобразование по некоторому запросу хранимого представ ления в структурную

информацию.

Каждая из систем управления базами данных (СУБД) основывается на определенной модели,

отражающей взаимосвязи между объектами. Существуют иерархические, сетевые и реляционные


Стр. 47 из 98 22.03.2011 0:06

модели данных. Большинство современных СУБД используют реляционную модель. С помощью

такой модели могут быть представлены объекты предметной области и взаимосвязи между ними.

Использование БД обеспечивает независимость данных и программ, реализацию отношений между

данными, совместимость компонентов БД, простоту изменения логической и физической структур

БД, целостность, восстановление и защиту БД и др. К другим целям использования БД относятся:

сокращение избыточности в хранимых данных, устранение несовместимости в хранимых данных с

помощью автоматической корректировки и поддержки всех дублирующих записей, уменьшение

стоимости разработки программ, а также программирование запросов к БД.

Любая СУБД не может одинаково успешно применяться при работе с БД разных классов. Такие

системы, как CLIPPER, FOXPRO, ориентированы на первый класс БД (А), а такие СУБД, как

Informix, Ingres, SyBase, создавались для второго класса (Б).

Напрашивается задача: найти «золотую середину», которая удовлетворяла бы требованиям обоих

классов — А и Б. Решением является использование распределенной базы данных (РБД).

Прикладные программы управления данными представляют собой необходимый инструмент для

распределенной обработки. Архитектура клиент-сервера сети позволяет различным прикладным

программам одновременно использовать общую базу данных.

Очевидно, что перенос программ управления данными с рабочих станций на сервер способствует

высвобождению ресурсов рабочих станций, предоставляет возможность увеличить число частных,

локально решаемых задач. Это позволяет также централизовать ряд самых важных функций

управления данными, таких, как защита информации баз данных, обеспечение целостности данных,

управление совместным использованием ресурсов.

Одним из важных преимуществ архитектуры клиент-сервера в распределенной обработке данных

является возможность сокращения времени реализации запроса. В подтверждение этому рассмотрим

две базовые технологии обработки информации в архитектуре клиент-сервера сети и технологии

использования традиционного файлового сервера.

Допустим, что прикладная программа БД загружена на рабочую станцию и пользователю

необходимо получить все записи, удовлетворяющие некоторым поисковым условиям. В среде

традиционного файлового сервера программа управления данными, которая выполняется на рабочей

станции, должна осуществить запрос к серверу каждой записи БД (рис. 3.1). Программа управления

данными на рабочей станции может определить, удовлетворяет ли запись поисковым условиям, лишь

после того, как она будет передана на рабочую станцию. Очевидно, что данный технологический

вариант обработки информации имеет наибольшее суммарное время передачи данных по каналам

сети.

В среде клиент-сервера, напротив, рабочая станция посылает запрос высокого уровня серверу БД.

Сервер БД осуществляет поиск записей на диске и анализирует их. Записи, удовлетворяющие

условиям, могут быть накоплены на сервере. После того как запрос целиком обработан,

пользователю на рабочую станцию передаются все записи, которые удовлетворяют поисковым

условиям (рис. 3.2).


Стр. 48 из 98 22.03.2011 0:06

Рис. 3.1. Типовая среда обработки запросов в сетях ЭВМ

Данная технология позволяет снизить сетевой трафик и повысить пропускную способность сети.

Более того, за счет выполнения операции доступа к диску и обработки данных в одной системе

сервер может осуществить поиск и обрабатывать запросы быстрее, чем если бы эти запросы

обрабатывались на рабочей станции.

Работа пользователей с распределенными базами данных имеет ряд особенностей, тем более, что

некоторые данные могут дубли-

Рис. 3.2. Распределенная среда обработки запросов в сетях ЭВМ

роваться. Выгоды, получаемые от дублирования, пропорциональны соотношению объемов выборки

данных и их обновления. Для поддержания целостности БД требуется корректировка всех копий.

Наличие копий приводит к увеличению стоимости хранения и обновления информации, но так

повышается устойчивость системы при отказах.

Эффективность работы пользователей с РБД зависит от обеспеченности информацией о

содержащихся в РБД данных, их структуре и размещении. Эту задачу решает сетевой словарь-

справочник данных, находящийся в одной ЭВМ сети или дублирующийся на нескольких ЭВМ.


Стр. 49 из 98 22.03.2011 0:06

Создание РБД было вызвано двумя тенденциями обработки данных: с одной стороны —

интеграцией, а с другой — децентрализацией. Распределенная структура БД предполагает

независимость конечных пользователей и программ от способа размещения информации на рабочих

станциях сети, а формулирование запросов к РБД производится аналогично запросам к

централизованной БД. Совместный доступ к данным подразумевает модификацию одних и тех же

данных несколькими пользователями без нарушения целостности РБД.

Доступ пользователей к РБД и администрирование осуществляются с помощью системы управления

распределенной базой данных (СУРБД), которая обеспечивает выполнение следующих функций:

автоматическое определение ЭВМ, хранящей требуемые в за просе данные;

декомпозиция распределенных запросов на частные подзапросы к БД отдельных ЭВМ;

планирование обработки запросов;

передача частных подзапросов и их исполнение на удаленных ЭВМ;

прием результатов выполнения частных подзапросов;

поддержание в согласованном состоянии копий дублирован ных данных на различных ЭВМ

сети;

управление параллельным доступом пользователей к РБД;

обеспечение целостности РБД.

4.2.1. Описание основных информационных потоков в подразделениях АТП

Существуют две основные организационные формы использования автотранспорта: аренда

автомобилей у специализированных автотранспортных организаций (автопредприятия, автобазы,

автокомбинаты) и использование собственного транспорта предприятий и организаций. И в том, и в

другом случае перед организациями встают задачи организации парка машин, управления и

контроля перевозок, работы водителей, эксплуатации техники и т.д.

В настоящее время АСУ АТП позволяет, наряду с расчетными операциями, осуществлять

комплексное информационное обслуживание всех участников процесса автомобильных перевозок

грузов, а также внутренних служб перевозчика.

Предпосылкой реализации полномасштабной АСУ АТП является автоматизация документооборота в

процессе выполнения перевозочной деятельности с наличием компьютерно-коммуникационных и

программных средств, автоматизированных рабочих мест участников перевозок грузов (диспетчера,

бухгалтера, таксировщика, учетчика горючего и других производственных структур перевозчика,

грузоотправителя, грузополучателя). В этом случае все операции по планированию работы ПС,

выписке и заполнению путевых листов, обработке транспортных накладных, включая оформление

платежных поручений в банк, осуществляются на ПК с использованием локального или

распределенного банка справочно-информационных данных перевозчика и обслуживаемой

клиентуры.

В среднем время автоматизированной обработки документов в АТП составляет 2—3 ч вместо

нескольких рабочих дней при ручной обработке. Предъявление платежных поручений в банк и

счетов заказчикам за выполненную транспортную работу производится на следующие сутки.

Преимуществом использования АСУ АТП также является надежная архивация и хранение

документов в базе данных, что для перевозчика делает информационную систему первичного учета

более открытой, позволяющей на основе накопленной информации развивать современный


Стр. 50 из 98 22.03.2011 0:06

менеджмент, расширять сферу информационного взаимодействия с клиентурой и партнерами по

перевозке.

В АТП и других организациях, связанных с процессом эксплуатации и управления автоперевозками,

работают следующие отделы (службы):

• диспетчерская (отдел эксплуатации) — контроль выхода машин на линию, выписка путевых

листов;

группа учета и анализа перевозок (группа обработки путевых листов) — учет работы

водителей, выполнения работ по заказчи кам, пробегов и моточасов, ГСМ;

технический отдел — планирование работ по техническому обслуживанию машин, контроль

за ремонтом, нормирование рас хода ГСМ;

складское хозяйство — учет движения автошин, запчастей и агрегатов, выдача ГСМ;

бухгалтерия — выписка счетов заказчикам, расчеты с клиен тами, расчет заработной платы

водителей и ремонтных рабочих, расчеты с подотчетными лицами (в том числе с водителями),

учет и амортизация основных фондов.

Упрощенная схема документооборота (схема основных информационных потоков), основанная на

использовании абстрактной системы автоматизации управления и учета транспортных средств,

представлена на рис. 4.6.

В зависимости от вида выполненных работ, расчеты с заказчиками (клиентами) напрямую зависят от

рода перевозимого груза, тары, расстояния и даже от конкретного клиента или объекта. На АТП

могут использовать различные расценки на выполняемые услуги, при этом ПО должно быть

построено по модульному принципу и легко настраиваться на любой алгоритм расчета стоимости

выполняемых работ. Выписка счетов клиентам, ведение реестров по ним, отслеживание оплат,

взаиморасчеты с заказчиками — все это АСУ АТП должна выполнять автономно или формировать

соответствующие данные для передачи в универсальную бухгалтерскую программу.

Обязательным условием является наличие в АСУ АТП базы нормативно-справочной информации. К

основным справочникам системы относятся: гаражные номера, марки топлива, виды расчетов,

тарифный справочник, виды грузов, клиенты и другие. Тарифный справочник содержит

информацию о различных тарифах, которые хранятся по датам, что дает возможность правильно

учитывать отстающие путевые листы.

После прохождения ПС определенного пробега (выработки агрегатом определенного количества

моточасов) по условиям правильной эксплуатации необходимо проведение плановых работ —

техническое обслуживание, капитальный ремонт, замена агрегата. Технический отдел (отдел

эксплуатации, техническая служба) обычно составляет специальные графики проведения таких

работ и следит за их выполнением. Функции составления графиков и контроля проведения работ

также могут быть возложены на АСУ АТП.

Одно из главных требований к ПО АСУ АТП — расчеты и передача данных о заработной плате

водителей, износе транспортных средств и т. п. в автоматизированные бухгалтерские системы.

Разумеется, такой подход легче реализовать фирмам-разработчикам, собственных бухгалтерских

систем (1C, Гектор, Инфин и др.). Основным недостатком существующего специализированного ПО

можно назвать стремление к автоматизации отдельных служб, а не всего аппарата управления АТП.


Стр. 51 из 98 22.03.2011 0:06

Рис. 4.6. Схема основных информационных потоков при управлении автотранспортом

Представляет интерес ПО, разработанное в научно-техническом центре «Гектор», ориентированное

на современные 32-разрядные сетевые Windows-приложения. Эта система обеспечивает гибкую

настройку алгоритмов расчета, расхода любых ресурсов за счет возможности ввода формул самим

пользователем. Генератор отчетов позволит легко формировать любые необходимые бумажные

документы (путевые листы по различным формам, реестры по ним и т. д.). За счет подобной

гибкости и универсальности могут быть преодолены многие недостатки существующего ПО АСУ

АТП.

4.1. ПОДСИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕВОЗКАМИ

Подсистема управления перевозками представляет собой совокупность задач планирования,

организации, контроля, регулирования, учета перевозочного процесса, для решения которых

используются экономико-математические методы и современные электронно-вычислительные

средства. Укрупненный алгоритм управления перевозками включает три основных взаимосвязанных

блока: информационный, управленческий, а также блок оценки результата и принятия решения.

Основой информационного блока являются оперативные данные о реальном состоянии дорожного

движения (трафике) на автодорогах. Например, их можно получить по телекоммуникационным

каналам от государственных органов или коммерческих компаний, занимающихся бизнесом в

организации движения по автомагистралям. От полноты и достоверности получаемых сведений

зависит качество управленческих решений по планированию перевозок в реальных условиях


Стр. 52 из 98 22.03.2011 0:06

протекания стохастического процесса на улично-дорожной сети. В процессе управления должны

быть реализованы принципы выбора приоритетов и рациональных технологий, а также обоснована

потребность в необходимых ресурсах.

Основная цель разработки АСУ АТП — повышение эффективности работы ПС путем централизации

функции планирования перевозок и оперативного управления транспортным процессом. Повышение

эффективности использования ПС и снижение затрат на перевозки в данной подсистеме

предусматриваются за счет минимизации потерь рабочего времени по организационным причинам,

уменьшения удельного веса порожних пробегов и величины сверхнормативных простоев

автомобилей под погрузочно-разгрузочными операциями, повышения коэффициента использования

грузоподъемности транспортных средств и сокращения расстояний перевозок за счет оптимизации

маршрутов.

Прогнозировать возмущения, влияющие на ритмичность и точность выполнения сменно-суточного

плана (ССП) перевозок, дают возможность следующие действия:

оптимизация заявок на ПС с учетом выполнения двусторон них договорных обязательств;

выявление соответствия производительности погрузочно-разгрузочных механизмов заявке

клиентуры на ПС;

выработка вариантов переадресовки автомобилей в оператив ном режиме с учетом дислокации

ПС в данный интервал плани рования;

создание обоснованного резерва автомобилей;

разработка новой схемы расчета ССП.

Планировать работу с каждым клиентом следует так, чтобы минимизировать возможность

невыполнения ездок или отклонений от заданных временных интервалов. Во многих случаях такое

планирование необходимо осуществлять с помощью имитационного моделирования. В этом случае

требуется знание законов распределения времени обслуживания у каждого клиента и движения

автомобилей на маршрутах.

Тогда для каждого клиента и маршрута можно рассчитать необходимое число единиц ПС для

выполнения заданного объема работ более точно. По-видимому, в некоторых случаях (особенно если

учесть расширение клиентуры и необходимость выполнения временных лимитов в соответствии с

договорными обязательствами) работу ПС планировать следует не на всю смену, а лишь на часть ее.

С внедрением АСУ АТП создается реальная возможность для оперативного вмешательства в

организацию перевозочного процесса. По согласованию с клиентами возможна загрузка ТС, когда

следует учитывать попутно и направление. Естественно, к транспортному обслуживанию населения

или непрерывного производственного процесса такой подход невозможен.

При формировании ССП следует учитывать, что переадресовка ПС возможна либо в случае

поступления новых более приоритетных заявок, либо при отставании в выполнении плана по

приоритетным клиентам, либо при изменении условий работы у клиента. Хотя такие процессы

затрагивают лишь небольшую часть ССП, это не снижает значимость работы управленческих

звеньев.

Для организации четкого диспетчерского руководства ПС транспортное предприятие должно

располагать достаточными техническими средствами для обеспечения бесперебойной оперативной

связи между центральной диспетчерской предприятия и линейными диспетчерскими пунктами, а

также постоянными пунктами отправления и получения грузов. Дальнейшее совершенствование

диспетчерского руководства требует организации связи оперативно-диспетчерской службы


Стр. 53 из 98 22.03.2011 0:06

непосредственно с водительским составом. Понятно, что внедрение полномасштабной

автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ) сопряжено с массой проблем и,

прежде всего, с высокой стоимостью подобных систем.

Но предприятия и фирмы все активнее начинают заниматься поиском приемлемых вариантов

развертывания подобных систем, поскольку старые управленческие технологии становятся тормозом

развития.

Типичным примером разработки и внедрения АСДУ грузовыми автоперевозками служит ОАО

«Первый автокомбинат» города Москвы. В начале 1990-х годов это предприятие перешло на

автоматизированное планирование перевозок железобетонных изделий к строящимся объектам,

ориентированное на использование персональных ЭВМ и представляющее собой дальнейшее

развитие автоматизированной информационно-плановой системы «ПАМИР». Имея банк

необходимых исходных данных, содержащий информацию о кратчайших расстояниях между

вершинами транспортной сети (ТС), марках ПС, списочном парке предприятия, списочном составе

водителей, диспетчер центра управления перевозками (ЦУП) комбината на основе выданного

программой решения производит отбор маршрутов с точки зрения рациональности перевозочного

процесса. Далее он формирует сменно-суточные задания водителям с последующей распечаткой

путевой документации и план-заданий. Обработка путевых листов также автоматизирована (рис.

4.1).

Рис. 4.1. Схема оперативного планирования перевозок ЖБИ

Базовой информацией к расчету является модель ТС и справочник указателя проездов Москвы,

постоянно обновляемые в информационно-вычислительном центре автокомбината. После привязки

объектов строительства к вершинам модели ТС выполняется расчет рациональных маршрутов. Далее

выполняется планирование работы ПС, где используется алгоритм решения «задачи о загрузке» и

«задачи о назначениях». Представленные задачи по математической постановке эквивалентны задаче

о разбиении множества на минимальное количество подмножеств с ограничениями по их

характеристикам.

Принцип организации работы ПС ориентирован на первом этапе на централизованное

планирование, а в последующем, при наличии сбойных ситуаций — на перераспределение ТС вне

зависимости от ранее выполненного закрепления автомобилей за определенными строительными

объектами. Полномасштабное развертывание АСДУ в режиме оперативного планирования и

управления перевозками ЖБИ позволило сократить транспортные издержки, связанные с


Стр. 54 из 98 22.03.2011 0:06

нарушениями доставки, за счет сокращения времени доставки и повышения ее ритмичности.

Рассматривая схему планирования перевозок, характерную для доставки грузов потребителям своим

или привлеченным транспортом, когда координация процесса перевозок осуществляется

диспетчером и менеджером, следует сказать о необходимости адаптации «жестких» алгоритмов

решения задач. Использование подобных адаптированных «гибких» алгоритмов называют системами

поддержки принятия решений (СППР), относящимися к классу интеллектуальных систем.

Рассматривая систему транспортировки, например потребительских товаров со склада в магазины

(рис. 4.2), к входящим информационным потокам следует отнести:

« информацию о наличии грузов на складах грузовладельцев — номенклатура, количество, сроки

хранения, транспортные свойства (вид упаковки и пр.);

информацию о наличии ПС — количество и тип технически исправных автомобилей,

имеющихся в распоряжении службы орга низации перевозок или тех, что могут быть заказаны

на условиях почасовой (или другого вида) оплаты;

заявки потребителей — адреса пунктов завоза, количество за возимого груза и время (интервал

времени) завоза;

- оперативные данные о состоянии транспортной сети региона. К исходящим информационным

потокам отно сятся:

составленный сменно-суточный план перевозок (система мар шрутов, маршрутная сеть),

передаваемый конечным исполните лям;

рассчитанный интервал времени прибытия автомобиля, его государственный номер и другая

подобная информация, переда ваемая получателям грузов.

Третий вид информационных потоков — обратная связь, т.е. оперативная информация о ходе

перевозочного процесса и обовсех возникающих сбоях. На основе этой информации диспетчер,

используя СППР, производит изменение маршрутов (либо, если это невозможно, выпускает

резервный ПС или информирует клиентуру об изменении графика завоза) и дает соответствующие

указания водителям.


Стр. 55 из 98 22.03.2011 0:06

Рис. 4.2. Схема информационных потоков в системе доставки грузов

В связи с разнообразием задач планирования и управления работы ПС становится все более

актуальной идея стандартного представления данных в виде единой информационной базы системы

транспортного обслуживания клиентов, удовлетворяющей требования различных категорий

пользователей — грузоотправителей, заказчиков, перевозчиков. Наличие такого стандартного

представления, во-первых, существенно облегчит работу по проектированию маршрутных сетей и

схем доставки при переходе от одной задачи к другой, во-вторых, позволит использовать общий

принципиальный подход и единые алгоритмы планирования транспортного процесса, что

значительно упростит взаимодействие всех его участников.

Современный уровень развития аппаратных и программных средств с некоторых пор сделал

возможным повсеместное ведение баз данных оперативной информации на разных уровнях


В последние годы оформился ряд новых концепций хранения и анализа корпоративных данных:

хранилища данных;1.

оперативная аналитическая обработка;2.

интеллектуальный анализ данных (Data Mining).3.

Одновременный анализ по нескольким измерениям определяется как многомерный анализ. Каждое

измерение включает направления консолидации данных, состоящие из серии последовательных

уровней обобщения, где каждый вышестоящий уровень соответствует большей степени агрегации

данных по соответствующему измерению. Так, измерение «Исполнитель» может определяться

направлением консолидации, состоящим из уровней обобщения «предприятие — подразделение —

отдел — служащий». Измерение «Время» может включать два направления консолидации: «год —

квартал — месяц — день» и «неделя — день», поскольку счет времени по месяцам и по неделям

несовместим. В этом случае становится возможным произвольный выбор желаемого уровня

детализации информации по каждому из измерений. Операция спуска соответствует движению от


Стр. 56 из 98 22.03.2011 0:06

высших ступеней консолидации к низшим; напротив, операция подъема означает движение от

низших уровней к высшим (рис. 4.3).

В специализированных СУБД, основанных на многомерном представлении, данные организованы не

в форме реляционных таблиц, а в виде упорядоченных многомерных массивов:

гиперкубов (все хранимые в БД записи должны иметь оди наковую размерность);1.

поликубов (каждая переменная хранится с собственным на бором измерений, и все связанные

с этим сложности обработки перекладываются на внутренние механизмы системы).

2.

Рис. 4.3. Измерения и направления консолидации данных

В свою очередь, реляционные СУБД (системы ROLAP) обеспечивают значительно более высокий

уровень защиты данных, хорошие возможности разграничения прав доступа, и в большинстве

случаев корпоративные хранилища данных реализуются средствами именно реляционных СУБД,

даже при том, что главный недостаток ROLAP по сравнению с многомерными СУБД (MOLAP) —

меньшая производительность. Только при использовании «звездообразных» схем построения СУБД

(не следует путать с одной из схем топологии ЛС) производительность хорошо настроенных

реляционных систем может быть приближена к производительности систем на основе многомерных

баз данных.

Идея схемы «звезда» (star scheme) заключается в том, что имеются таблицы для каждого измерения, а

все факты помещаются в одну таблицу, индексируемую множественным ключом, составленным из

ключей отдельных измерений (рис. 4.4).

В сложных задачах с многоуровневыми измерениями имеет смысл обратиться к расширениям схемы

«звезда» — схеме «созвездие» (fact constellation scheme) и схеме «снежинка» (snowflake scheme). В

этих случаях отдельные таблицы фактов создаются для возможных сочетаний уровней обобщения

различных измерений (рис. 4.5). Это позволяет добиться лучшей производительности, но часто

приводит к избыточности данных и к значительным усложнениям в структуре БД, в которой

оказывается огромное количество таблиц фактов.


Стр. 57 из 98 22.03.2011 0:06

Рис. 4.4. Пример схемы «звезда»

В сфере OLAP не может существовать однозначных рекомендаций по выбору инструментальных

средств. Один из основных вопросов: требуется ли создание БД жестко заданной структуры или

можно анализировать данные, собранные в ранее созданных базах (в случае ROLAP)?


Стр. 58 из 98 22.03.2011 0:06

Рис. 4.5. Пример схемы «снежинка» (фрагмент для одного измерения)

Важно также уяснить, наглядны ли графические возможности, существует ли связь с

геоинформационными технологиями, налажены ли механизмы экспорта результатов в стандартные

форматы.

Как показывает практика, интеграция разнородных программных продуктов в устойчиво

работающую систему — один из наиболее важных вопросов, и его решение в ряде случаев может

быть связано с большими проблемами.

3.4.2. Информационное право, обеспечение информационной безопасности

Информация с точки зрения информационной безопасности обладает следующими категориями:

конфиденциальность — гарантия того, что конкретная инфор мация доступна только тому

кругу лиц, для кого она предназначе на; нарушение этой категории называется хищением либо

раскры тием информации;


Стр. 59 из 98 22.03.2011 0:06

целостность — гарантия того, что информация существует в ее исходном виде, т.е. при ее

хранении или передаче не было про изведено несанкционированных изменений; нарушение

этой ка тегории называется фальсификацией сообщения;

аутентичность — гарантия того, что источником информа ции является именно то лицо,

которое заявлено как ее автор; на рушение этой категории называется фальсификацией автора

сооб щения;

апеллируемость — категория, часто применяемая в электрон ной коммерции, — гарантия того,

что при необходимости можно будет доказать, что автором сообщения является именно заявлен

ный человек, и не может являться никто другой; отличие этой категории от предыдущей в том,

что при фальсификации автора кто-то другой пытается заявить, что он автор сообщения, а при

нарушении апеллируемости — сам автор пытается «откреститься» от своих слов, подписанных

им однажды.

В отношении информационных систем применяются иные категории:

надежность — гарантия того, что система ведет себя в нор мальном и внештатном режимах

так, как запланировано;

точность — гарантия точного и полного выполнения всех ко манд;

контроль доступа — гарантия того, что различные группы лиц имеют различный доступ к

информационным объектам, и эти ограничения доступа постоянно выполняются;

контролируемость — гарантия того, что в любой момент мо жет быть произведена

полноценная проверка любого компонента программного комплекса;

контроль идентификации — гарантия того, что клиент, под ключенный в данный момент к

системе, является именно тем, за кого себя выдает;

устойчивость к умышленным сбоям — гарантия того, что при умышленном внесении ошибок в

пределах заранее оговоренных норм система будет вести себя так, как оговорено заранее.

Говоря о защите корпоративной информации при использовании публичных глобальных сетей (в том

числе и Интернета), следует отметить, что корпоративные сети более подвержены вторжениям, чем

ЛС меньшего масштаба или централизованные информационные системы предприятия,

построенные на базе микропроцессорных вычислительных систем.

Особенности корпоративной сети обусловливают повышенную опасность этого типа сетей; одной из

таких особенностей является наличие глобальных связей, которые простираются на много сотен и

тысяч километров, не позволяют воспрепятствовать злонамеренному доступу к передаваемым по

этим линиям связи данным. Нельзя дать никаких гарантий, что в некоторой, недоступной для

контроля точке пространства, некто (используя, например, анализатор протокола) не подключится к

передающей среде для захвата и последующего декодирования пакетов данных.

Такая опасность одинаково присуща всем видам территориальных каналов связи и не связана с тем,

используются ли собственные, арендуемые каналы связи или услуги общедоступных

территориальных сетей, подобные Интернету. Однако использование общественных сетей (речь в

основном идет об Интернете) еще более усугубляет ситуацию, хотя бы потому, что в такой сети для

доступа к корпоративным данным в распоряжении злоумышленника имеются более разнообразные и

удобные средства, чем применение анализатора протоколов. Кроме того, огромное число

пользователей увеличивают вероятность попыток несанкционированного доступа (НСД).

Другая особенность корпоративной сети — масштабность: имеется очень большое количество

рабочих станций, серверов, пользователей, мест хранения данных и т. п. В таких условиях

администратору оказывается гораздо труднее построить надежную защиту сети,

предусматривающую адекватную реакцию на все возможные попытки взлома системы.


Стр. 60 из 98 22.03.2011 0:06

Гетерогенность — это еще одна особенность корпоративной сети, которая усложняет работу

администратора по обеспечению ее безопасности. Действительно, в программно- и аппаратно-

неоднородной среде гораздо сложнее проверить согласованность конфигурации разных компонентов

и осуществлять централизованное управление. К тому же надо учесть, что в большой гетерогенной

сети резко возрастает вероятность ошибок как пользователей, так и администраторов.

По сравнению с сетями масштаба отдела или небольшого предприятия обеспечение безопасности в

корпоративной сети является задачей не только более сложной, но и более важной, учитывая

материальные потери, к которым может привести доступность некоторых данных для

заинтересованных в этом лиц. Это обстоятельство переводит безопасность из разряда чисто

технических вопросов в разряд самых приоритетных бизнес-проблем.

Практически любой метод защиты данных основан на том или ином виде шифра. Проблема защиты

данных при передаче их через публичные сети осложняется и тем обстоятельством, что во многих

странах правительства вводят ограничения на использование основных средств защиты данных, а

именно средств их шифрации. Такие ограничения преследуют несколько целей: предотвращение

утечек государственных секретов, к чему может привести использование в государственных

учреждениях непроверенных средств шифрации данных при отправке их в публичные сети

(телефонные или компьютерные); возможность расшифровки данных, пересылаемых лицами или

организациями, подозреваемыми в преступных действиях; защита отечественных производителей

средств шифрации; контроль за рынком средств шифрации.

Правительственные ограничения особенно осложняют решение задачи защиты корпоративных

данных при создании интернациональных корпоративных сетей, так как на одном конце сети могут

действовать одни ограничения, диктующие использование определенных средств шифрации, а на

другом — другие.

Повсеместное распространение сетевых продуктов массового потребления, имеющих встроенные

средства защиты данных, например, сетевых ОС Windows NT-2000 и Windows Millenium с

протоколом защиты данных РРТР, с одной стороны, упрощает защиту данных, а с другой — часто

создает только видимость надежной защиты.

В то же время мощности компьютеров, в том числе и персональных, выросли настолько, что

расшифровать сообщение, зашифрованное с помощью 40-битного ключа, можно за один день, даже

не имея в распоряжении мощных суперкомпьютеров (и такие случаи зафиксированы). Поэтому

использование тех защитных средств, которые имеются под рукой, защищает данные только от

простого любопытства. Заинтересованный в прочтении этих данных человек может достаточно легко

их расшифровать, потратив на это не так уж много сил и средств.

Подобная ситуация складывается не только с недорогими встроенными средствами защиты, так как

большая часть профессиональных и достаточно дорогих систем производится в США и также

подвержена правительственным ограничениям. Выход — использование средств защиты,

произведенных или адаптированных в России или же в европейских странах, в которых нет

аналогичных ограничений на экспорт.

Надежная шифрация — не единственная проблема, возникающая при защите корпоративных

данных. Достаточно сложно решить и проблему надежной аутентификации пользователей.

Аутентификация — это обеспечение уверенности в том, что данный пользователь является тем

индивидуумом, за кого себя выдает. Использование средств удаленного доступа к корпоративной

сети существенно усложняет эту задачу. При аутентификации пользователей ЛС успешно решить ее


Стр. 61 из 98 22.03.2011 0:06

помогают организационные меры — отсечение посторонних пользователей от клиентских

компьютеров и терминалов, контроль за подключениями к кабельной системе здания и т.п. При

удаленном доступе эти средства не работают, а пароли, передаваемые легальными пользователями в

открытом виде по публичной сети, могут быть перехвачены и использованы впоследствии для

нелегальной работы.

Даже применение более сложных схем аутентификации, не передающих пароли по сети, составляет

в схеме аутентификации уязвимое звено — передача удаленному пользователю его пароля. Хотя эта

процедура, в отличие от входа в сеть, выполняется редко, использование для нее электронных

средств коммуникаций или обычной почты не дает хороших гарантий от перехвата пароля.

Новые проблемы создает проблема аутентификации пользователей при ведении бизнеса через

Интернет. Число пользователей вырастает настолько, что количество переходит в качество, и старые

методы аутентификации на основе индивидуальных паролей начинают работать плохо — слишком

большой объем работы ложится на администратора, раздающего пароли, и средства аутентификации,

эти пароли проверяющие.

Нужны новые механизмы идентификации категорий пользователей. Например, при издании журнала

через Интернет нужно различать: пользователей, не оформивших подписку, которым нужно

предоставлять доступ только к небольшому списку избранных статей, рекламирующих журнал;

пользователей, оформивших подписку только на определенную рубрику журнала; пользователей,

оформивших полную подписку. Кроме этого, нужно проверять срок окончания действия подписки.

Ведение бизнеса через Интернет выдвигает на первый план и такую проблему, как обеспечение

целостности переданных через сеть данных. Пользователь, купивший через Internet новую

программу, должен быть уверен, что он получил оригинальную копию, а не подделку от нечестного

продавца.

При рассмотрении проблем, связанных с защитой данных в сети, возникает вопрос о классификации

сбоев и НСД, что ведет к потере или нежелательному изменению данных. Это могут быть сбои

оборудования (кабельной системы, дисковых систем, серверов, рабочих станций и т.д.), потери

информации (из-за инфицирования компьютерными вирусами, неправильного хранения архивных

данных, нарушений прав доступа к данным), некорректная работа пользователей и обслуживающего

персонала.

Перечисленные нарушения работы в сети вызвали необходимость создания различных видов защиты

информации. Условно их можно разделить на три класса:

средства физической защиты;

программные средства (антивирусные программы, системы раз граничения полномочий,

программные средства контроля доступа);

административные меры защиты (доступ в помещения, разра ботка стратегий безопасности

фирмы и т.д.).

Одним из средств физической защиты являются системы архивирования и дублирования

информации. В ЛС, где установлены один-два сервера, чаще всего система устанавливается

непосредственно в свободные слоты серверов. В крупных корпоративных сетях предпочтение

отдается выделенному специализированному архивационному серверу, который автоматически

архивирует информацию с жестких дисков серверов и рабочих станций в определенное время,

установленное администратором сети, выдавая отчет о проведенном резервном копировании.

Наиболее распространенными моделями архивированных серверов являются Storage Express System


Стр. 62 из 98 22.03.2011 0:06

корпорации Intel ARCserve for Windows.

Для борьбы с компьютерными вирусами наиболее часто применяются антивирусные программы,

реже — аппаратные средства защиты. Однако в последнее время наблюдается тенденция к

сочетанию программных и аппаратных методов защиты. Среди аппаратных устройств используются

специальные антивирусные платы, вставленные в стандартные слоты расширения компьютера.

Кроме антивирусных программ, проблема защиты информации в компьютерных сетях решается

введением контроля доступа и разграничением полномочий пользователя. Также предусматривается

возможность кодирования данных по принципу «открытого ключа» с формированием электронной

подписи для передаваемых по сети пакетов.

Однако такая система защиты слабомощна, так как уровень доступа и возможность входа в систему

определяются паролем, который легко подсмотреть или подобрать. Для исключения

неавторизованного проникновения в компьютерную сеть используется комбинированный подход —

пароль + идентификация пользователя по персональному «ключу». «Ключ» представляет собой

пластиковую карту (применяется магнитная или со встроенной микросхемой — смарт-карта) или

различные устройства для идентификации личности по биометрической информации (по радужной

оболочке глаза, отпечаткам пальцев, размерам кисти руки и т.д.).

По мере расширения деятельности предприятий, роста численности абонентов и появления новых

филиалов возникает необходимость организации доступа удаленных пользователей (групп

пользователей) к центральным вычислительным или информационным ресурсам компаний. Для

организации удаленного доступа чаще всего используются кабельные линии и радиоканалы. В связи

с этим защита информации, передаваемой по каналам удаленного доступа, требует особого подхода.

В мостах и маршрутизаторах удаленного доступа применяется сегментация пакетов — их разделение

и передача параллельно по двум линиям, что делает невозможным перехват данных при незаконном

подключении хакера к одной из линий. Процедура сжатия передаваемых пакетов также гарантирует

невозможность расшифровки перехваченных данных.

Мосты и маршрутизаторы удаленного доступа могут быть запрограммированы таким образом, что

удаленным пользователям могут быть доступны не все ресурсы центра компании.

В разработанных руководящих документах устанавливается классификация АС, подлежащих защите

от НСД к информации, и требования по защите информации в АС различных классов.

Применительно к средствам защиты от НСД определены семь классов защищенности средств

вычислительной техники (СВТ) и девять классов (1А…1Д, 2А, 2Б, ЗА, ЗБ) АС. Для СВТ самым

низким является седьмой класс, а для АС — ЗБ.

Третья группа включает АС, в которых работает один пользователь, допущенный ко всей

информации АС, размещенной на носителях одного уровня конфиденциальности. Вторая группа

включает АС, в которых пользователи имеют одинаковые права доступа (полномочия) ко всей

информации АС, обрабатываемой и (или) хранимой на носителях различного уровня

конфиденциальности. И, наконец, первая группа включает многопользовательские АС, в которых

одновременно обрабатывается и (или) хранится информация разных уровней конфиденциальности, и

не все пользователи имеют право доступа ко всей информации АС.

Обратимся к наиболее популярным и очевидным технологиям НСД. Мы не должны пренебрегать их

рассмотрением, если согласны с очень простым правилом: «прочность цепи не выше прочности

самого слабого ее звена». Эта аксиома постоянно цитируется, когда речь идет о компьютерной

безопасности. Например, как бы ни была прочна система, если пароль на доступ к ней лежит в

текстовом файле в центральном каталоге или записан на экране монитора — это уже не

конфиденциальная система.


Стр. 63 из 98 22.03.2011 0:06

В отношении шифрования — мощного средства защиты передаваемой информации от

прослушивания и изменения — можно привести следующий метод, неоднократно использованный

на практике. Действительно, злоумышленник, не зная пароля, которым зашифрованы данные или

команды, передаваемые по сети, не может прочесть их или изменить. Но если у него есть

возможность наблюдать за тем, что происходит в системе после получения конкретного блока

данных (например, стирается определенный файл или выключается какое-либо аппаратное

устройство), то он может, не раскодируя информацию, послать ее повторно, и добьется результатов,

аналогичных команде супервизора.

Несмотря на самоочевидность, все-таки наиболее распространенным способом входа в систему при

атаках на информацию остается вход через официальную регистрацию системы.

При использовании терминалов с физическим доступом необходимо соблюдать следующие

требования.

1. Защищенность терминала должна соответствовать защищенности помещения: терминалы без

пароля могут присутствовать только в тех помещениях, куда имеют доступ лица соответствующего

или более высокого уровня доступа. Отсутствие имени регистрации возможно лишь в том случае,

если к терминалу имеет доступ только один человек, либо если на группу лиц, имеющих к нему

доступ, распространяются общие меры ответственности. Терминалы, установленные в публичных

местах, должны всегда запрашивать имя регистрации и пароль.

Системы контроля за доступом в помещение с установлен ным терминалом должны работать

полноценно и в соответствии с общей схемой доступа к информации.

1.

В случае установки терминала в местах с большим скоплением людей клавиатура, а если

необходимо, то и дисплей, должны быть оборудованы устройствами, позволяющими видеть их

только ра ботающему в данный момент клиенту (непрозрачные стеклянные или пластмассовые

ограждения, шторки, «утопленная» модель кла виатуры).

2.

При использовании удаленных терминалов необходимо соблюдать следующие правила.

Любой удаленный терминал должен запрашивать имя регист рации и пароль. Того, что якобы

никто не знает номера вашего служебного модема, отнюдь не достаточно для конфиденциально

сти вашей системы. Все дело в том, что при наличии ПО, которое не составит труда найти в

сети Интернет, и тонового набора для одного звонка достаточно четырех секунд. Это означает,

что за минуту можно перебрать около 15 номеров телефонной станции с тем, чтобы узнать,

существует ли на этом телефонном номере модем. За час таким образом можно перебрать 1000

номеров, а за рабочий день с повтором в ночное время (это стандартная методика) – всю АТС

(10000 номеров). Например, в Череповце существует только 9 АТС. Таким образом, за 9 дней

можно проверить все телефоны такого города. И подобные операции производятся довольно

час то, особенно в отношении фирм, связанных с компьютерами и компьютерными сетями, а

также в отношении промышленных предприятий.

1.

Необходимо своевременное отключение всех модемов, не тре бующихся в данный момент

фирме (например, по вечерам или во время обеденного перерыва) либо не контролируемых в

данный момент вашими сотрудниками.

2.

По возможности рекомендуется использовать схему возврат ного звонка от модема, поскольку

она гарантирует с уровнем на дежности АТС то, что удаленный клиент получил доступ с опре

3.


Стр. 64 из 98 22.03.2011 0:06

деленного телефонного номера.

Из login запроса терминала рекомендуется убрать все непос редственные упоминания имени

фирмы, ее логотипы и т. п. — это не позволит компьютерным вандалам, просто перебирающим

но мера с модемами, узнать экран регистрации какой фирмы они обнаружили. Для проверки

правильности соединения вместо имени фирмы можно использовать неординарную

приветственную фразу, какой-либо афоризм либо просто фиксированную последовательность

букв и цифр, которые будут запоминаться у постоянных операторов этого терминала.

4.

5. Также на входе в систему рекомендуется выводить на экран предупреждение о том, что вход в

систему без полномочий на это преследуется по закону. Во-первых, это послужит еще одним

предостережением начинающим злоумышленникам, а во-вторых, будет надежным аргументом в

пользу атакованной фирмы в судебном разбирательстве, если таковое будет производиться.

Другой технологией получения паролей является копирование буфера клавиатуры в момент набора

пароля на терминале. Этот метод используется редко, так как для него необходим доступ к

терминальной машине с возможностью запуска программ. Но если злоумышленник все-таки

получает подобный доступ, действенность данного метода очень высока. Работа программы-

перехватчика паролей (так называемого «троянского коня») на рабочей станции незаметна. К тому

же подобная программа сама может отправлять результаты работы на заранее заданные сервера или

анонимным пользователям, что значительно упрощает саму процедуру получения паролей хакером и

затрудняет поиск доказательства его вины. В России, например, широкое распространение получила

подобная «троянская» программа, подписывающаяся к самораспаковывающимся архивам.

Существуют два основных метода борьбы с копированием паролей.

1. Адекватная защита рабочих станций от запуска сторонних про грамм:

а) отключение сменных носителей информации (гибких дисков);

б) специальные драйверы, блокирующие запуск исполнимых файлов без ведома оператора либо

администратора;

в) мониторы, уведомляющие о любых изменениях системных настроек и списка автоматически

запускаемых программ.

2. Очень мощная, но неудобная мера — система единовремен ных паролей (при каждой

регистрации в системе клиентам с очень высоким уровнем ответственности самой системой

генерируется новый пароль).

Сканирование современными антивирусными программами также может помочь в обнаружении

«троянских» программ, но только тех из них, которые получили широкое распространение по

стране. При этом программы, написанные злоумышленниками специально для атаки на вашу

систему, будут пропущены антивирусными программами без каких-либо сигналов.

Для комплексной защиты от возможности кражи паролей необходимо выполнять следующие меры.

Физический доступ к сетевым кабелям должен соответство вать уровню доступа к


1.

При определении топологии сети следует при любых возможно стях избегать

широковещательных топологий. Оптимальной едини цей сегментирования является группа

операторов с равными права ми доступа либо, если эта группа составляет более 10 человек, то

комната или отдел внутри группы. Ни в коем случае на одном кабеле не должны находиться

2.


Стр. 65 из 98 22.03.2011 0:06

операторы с разными уровнями доступа, если только весь передаваемый трафик не шифруется,

а идентификация не производится по скрытой схеме без открытой передачи пароля.

Ко всем информационным потокам, выходящим за пределы фирмы, должны применяться те же

правила, что и для объедине ния разноуровневых терминалов.

3.

Большое внимание следует уделять любым носителям информации, покидающим пределы фирмы.

Наиболее частыми причинами этого бывают ремонт аппаратуры и списание технологически

устаревшей техники. Необходимо помнить, что на рабочих поверхностях носителей даже в

удаленных областях находится информация, которая может представлять либо непосредственный

интерес, либо косвенно послужить причиной вторжения в систему. Так, например, при

использовании виртуальной памяти часть содержимого ОЗУ записывается на жесткий диск, что

теоретически может привести даже к сохранению пароля на постоянном носителе (хотя это и

маловероятно). Ремонт, производимый сторонними фирмами на месте, должен производится под

контролем инженера из службы информационной безопасности. Необходимо помнить, что при

нынешнем быстродействии ЭВМ копирование файлов производится со скоростью, превышающей

мегабайт в секунду, а установить второй жесткий диск для копирования в момент ремонта без

надзора специалиста можно практически незаметно. Все носители информации, покидающие

фирму, должны надежно очищаться либо уничтожаться механически (в зависимости от дальнейших

целей их использования).

Для ПО бизнес-класса и частной переписки данная проблема решается с помощью криптографии

(шифрования). Любой объем информации, будучи зашифрован с помощью достаточно стойкой

криптосистемы, недоступен для прочтения без знания ключа. Силовые ведомства практически всех

стран применяют административные меры против так называемой «стойкой криптографии». Ее

использование частными и юридическими лицами без лицензии Федерального агентства по связи и

информации (ФАПСИ), входящего в структуру одного из силовых ведомств государства, запрещено и

у нас в России.

Необходимо отметить, что в русскоязычных текстах по данному предмету встречаются различные

употребления основных терминов, таких как «криптография», «тайнопись» и некоторых других.

Основной схемой классификации всех криптоалгоритмов является следующая.

Тайнопись. Отправитель и получатель производят над сообщением преобразования, известные

только им двоим. Сторонним лицам неизвестен сам алгоритм шифрования. Некоторые специалисты

считают, что тайнопись не является криптографией.

Криптография с ключом. Алгоритм воздействия на передаваемые данные известен всем сторонним

лицам, но он зависит от некоторого параметра — «ключа», которым обладают только отправитель и

получатель. Различают:

а) симметричные криптоалгоритмы, в которых для зашифров ки и расшифровки сообщения

используется один и тот же блок информации (ключ);

б) асимметричные криптоалгоритмы, использующие для за шифровки сообщения один

(«открытый») ключ, известный всем желающим, а для расшифровки — другой («закрытый»), суще

ствующий только у получателя.

В зависимости от характера воздействий, производимых над данными, криптоалгоритмы

подразделяются:

а) на перестановочные, при использовании которых блоки ин формации (байты, биты, более

крупные единицы) сами по себе не изменяются, но изменяется порядок их следования, что делает


Стр. 66 из 98 22.03.2011 0:06

информацию недоступной для понимания;

б) подстановочные, по законам которых изменяются сами бло ки информации. Подавляющее

большинство современных алгорит мов принадлежит этой группе.

В отношении прослушивания сетевого трафика подключаемыми извне устройствами существует

следующий список кабельных соединений по возрастанию сложности их прослушивания:

невитая пара — сигнал может прослушиваться на расстоянии в несколько сантиметров без

непосредственного контакта;

витая пара — сигнал несколько слабее, но прослушивание без непосредственного контакта

также возможно;

коаксиальный провод — центральная жила надежно экрани рована оплеткой: необходим

специальный контакт, раздвигающий или режущий часть оплетки и проникающий к

центральной жиле;

оптическое волокно — для прослушивания информации не обходимо вклинивание в кабель и

дорогостоящее оборудование, сам процесс подсоединения к кабелю сопровождается

прерывани ем связи и может быть обнаружен, если по кабелю постоянно пе редается

какой-либо контрольный блок данных.

Эталонная модель взаимодействия открытых систем позволяет провести классификацию сетевых

атак согласно уровню их воздействия:

- физический уровень — основным классом атак является «от каз в сервисе». Искусственное

внесение шумов по всей полосе про пускания канала может привести к устойчивому разрыву связи;

- канальный уровень — воздействия также заключаются в ос новном в атаке «отказ в сервисе».

Однако в отличие от предыдуще го уровня, здесь производится сбой синхропосылок или самой пе

редачи данных периодической передачей «без разрешения и не в свое время»;

- сетевой уровень — атаки, основанные на заведомо неправильной маршрутизации пакетов;

транспортный уровень — злоумышленник придумывает самые разные схемы составления

неправильных пакетов. ОС должна хра нить некоторый буфер пакетов, дожидаясь прихода

задержавшихся в пути. А злоумышленник с умыслом формирует пакеты таким обра зом, чтобы

последовательность была большой и заведомо неполной;

сеансовый уровень — очень широко распространена специ фичная атака класса «отказ в

сервисе», основанная на свойствах процедуры установления соединения в протоколе TCP. Она

полу чила название SYN-Flood (flood — «большой поток»). По получе нии пакета сервер обязан

выслать клиенту подтверждение приема запроса, после чего с третьего пакета начинается

собственно диа лог между клиентом и сервером. Одновременно сервер может под держивать в

зависимости от типа сервиса от 20 до нескольких ты сяч клиентов. Сервер при достаточно

небольшом потоке таких за просов будет постоянно держать свой буфер заполненным ненуж

ным ожиданием соединений, и даже запросы от настоящих ле гальных пользователей не будут

помещаться в буфер. Такая атака получила довольно широкое распространение, поскольку для

нее не требуется никаких дополнительных подготовительных действий. Ее можно проводить из

любой точки Интернета в адрес любого сервера, а для отслеживания злоумышленника

потребуются со вместные действия всех провайдеров, составляющих цепочку от

злоумышленника до атакуемого сервера.


Стр. 67 из 98 22.03.2011 0:06

3.4. ОРГАНИЗАЦИОННОЕ, ПРАВОВОЕ И ЭРГОНОМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

3.4.1. Производство и потребление информационных продуктов и услуг

На современном уровне развития общества научно-технический прогресс в области материального

производства и систем управления обеспечивает возможность концентрации и централизации

значительных финансовых, материальных и других ресурсов. Эти возможности реализуются в

индустриально развитых странах в виде создания межнациональных объединений (например,

Европейский союз, объединяющий ряд европейских стран; дочерние фирмы, филиалы и

предприятия крупных концернов во многих странах мира и т.д.).

Преимуществом централизации является возможность направлять на реализацию решений крупные

ресурсы, что позволяет решать сложные проблемы, требующие больших капиталовложений. В

централизованной системе сравнительно легко обеспечить скоординированную, согласованную

деятельность подсистем, направленную на достижение единых целей. Потери в отдельных частях

системы компенсируются результатами работы других ее частей. Многоуровневая централизованная

система обладает большой живучестью за счет оперативного перераспределения функций и

ресурсов.

Вместе с тем централизация в системах большой размерности имеет свои недостатки.

Многоуровневость и связанная с этим многократная передача информации с уровня на уровень

вызывает задержки, снижающие оперативность оценки обстановки и реализации управленческих

решений, приводит к искажениям как в процессе передачи информации, так и при ее обработке на

промежуточных уровнях. В ряде случаев стремление подсистем к самостоятельности входит в

противоречие с принципом централизации. В многоуровневых централизованных организационно-

административных системах управления, как правило, присутствуют элементы децентрализации.

При рациональном сочетании элементов централизации и децентрализации информационные потоки

в системе должны быть организованы таким образом, чтобы информация использовалась в основном

на том уровне, где она возникает, т.е. надо стремиться к минимальной передаче данных между

уровнями системы. В децентрализованных одноуровневых системах всегда выше уровень

оперативности как при сборе информации о состоянии управляемой системы, оценке ситуации, так

и при реализации принятых решений. Благодаря оперативному контролю за реакцией на

управляющие воздействия снижаются отклонения от выбранной траектории движения к цели.

Степень централизации системы, которая определяется на основе установления соотношения

взвешенных объемов задач, решаемых на смежных уровнях, служит в известном смысле мерой

разделения полномочий между уровнями. Смещение основной массы решений в сторону

вышестоящего уровня, т.е. повышение степени централизации, отождествляют обычно с

повышением управляемости подсистем. Оно требует, как правило, улучшения переработки

информации на верхних уровнях иерархии управления. Повышение степени децентрализации

соответствует увеличению самостоятельности подсистем и уменьшению объема информации,

перерабатываемой верхними уровнями.

В отличие от администратора, который получает и передает информацию в виде различных

документов, в ходе переговоров с другими людьми, через телекоммуникационные средства и т.д.,

оператор, как правило, получает сведения о состоянии управляемой системы в форме,

представленной различными техническими средствами отображения информации — цифровыми и

графическими табло, пультами со стрелочными, цифровыми и индикаторными приборами,

средствами звуковой сигнализации.


Стр. 68 из 98 22.03.2011 0:06

Принятые решения оператор реализует, воздействуя на производственный процесс, используя

технические средства управления. Процесс принятия решений для оператора гораздо легче

формализуем, чем для администратора. Наборы возможных ситуаций и применяемых решений для

оператора обычно четко очерчены; во всяком случае, они значительно уже, чем у администратора.

При разработке обеспечивающих подсистем и их объединении в единую систему управления

используют сочетания аналитических и неформальных методов. Аналитическими методами

определяют функциональную структуру синтезируемой системы, постановку задач и методы их

решения. Неформальные методы используют при распределении функций между человеком и

техническими средствами, определении роли и функциональных обязанностей человека. Задачи эти

взаимосвязаны, поэтому их решают параллельно или путем последовательных приближений.

3.3.3. Методы решения задач оптимизации в АСУ

Математическое обеспечение позволяет использовать методы автоматизированного поиска

оптимальных вариантов при проектировании системы.

Часто при решении задач оптимизации одновременно используются несколько критериев

(многокритериальность). Оптимизация параметров за счет выделения одной из критериальных

функций в ранг целевой не всегда приносит желаемые результаты. В этом случае можно

использовать либо процедурную декомпозицию, либо последовательно совершенствовать

проектируемую АСУ, сменяя критериальные ограничения. Неоднородность и высокая размерность

пространства поиска также вызывают необходимость декомпозиционного подхода к проектированию

АСУ. К указанным факторам, как правило, добавляется дискретность переменных и нелинейность

целевой функции. Количество переменных достигает порядка нескольких тысяч, что исключает

возможность использования полного перебора. Неприемлем также подход, заключающийся в

решении соответствующей непрерывной задачи с последующим округлением нецелоисчисленных

компонент до ближайших целых значений.

В качестве решения может быть использован метод замены целевой функции с ее кусочно-линейной

аппроксимацией и последующее решение задачи методом отсекающих плоскостей Гомори. Однако

возможности использования алгоритмов Гомори ограничиваются тем, что формирование

правильного отсечения сопряжено с определенными трудностями и быстрым ростом размерности

задачи за счет новых ограничений. Кроме того, полученное решение представляет собой лишь

аппроксимацию оптимального решения.

Использование методов, основанных на идее метода «ветвей и границ», требует построения правил

ветвления и вычисления оценок получаемых множеств, которые сильно зависят от особенностей

рассматриваемой задачи. Хотя эти методы весьма эффективны в вычислительном отношении, не во

всех случаях удается получить эффективные правила ветвления и вычисления оценок.

Наибольшее распространение при решении задач с большим числом переменных получили

приближенные методы и, в первую очередь, методы направленного поиска с использованием

декомпозиции и разнообразных эвристических приемов. Вместе с тем можно считать

целесообразным поиск новых эвристических процедур, существенно сокращающих число

возможных вариантов перебора и упрощающих процесс оценки получаемых вариантов. Очевидно,

что такие процедуры должны основываться на физическом смысле задачи и ее особенностях (рис.


Стр. 69 из 98 22.03.2011 0:06

3.5).

Большая размерность и высокая сложность задач, решаемых на этапе системного программирования,

дискретность переменных, неразработанность соответствующих математических моделей и методов,

а также сложность получения выражения целевой функции определяют необходимость разработки

новых методов и алгоритмов.

Рис 3 5 Классификация основных методов решения задач оптимизации

Анализ показывает, что единственно возможным в данном случае является декомпозиционный

подход к решению задач этапа системного проектирования. Основная идея декомпозиционного

подхода состоит в последовательной оптимизации по одному из управляемых параметров при

ограничениях на остальные управляемые параметры. Использование декомпозиционного подхода к

проектированию АСУ позволяет существенно упростить задачу проектировщиков. При таком

подходе задачи проектирования подсети связи и подсети вычислительных ресурсов и пользователей

решаются в соответствии с принципом покомпонентного спуска, обеспечивающим поочередное

решение частных задач и установления связи между ними. При этом полученное решение является

субоптимальным. Сложность получения точного решения определяется, с одной стороны,

недостаточностью задания исходных данных и, с другой стороны, следует из того факта, что для

решения общей задачи проектирования используется ее декомпозиция на подзадачи. При этом

оптимизация каждой подзадачи Si, i = = 1,…,I из множества всех подзадач приводит к

субоптимальным решениям задачи S*, составленной из всех этих подзадач.

Если при решении частных задач принципиально возможно использование универсальных

математических методов, то разработка процедур координации необходима при проектировании

каждой конкретной системы. Именно поэтому вопросы координации решений, получаемых при

проектировании каждой из подсистем АСУ, наиболее сложны и в настоящее время проработаны

недостаточно полно.

Попытка синтеза АСУ сразу по всем параметрам с учетом всех ограничителей нереальна как по

объему информации, так и по трудоемкости вычислительных работ. Методология синтеза АСУ


Стр. 70 из 98 22.03.2011 0:06

представляет собой разбиение общих задач проектирования на ряд взаимосвязанных подзадач,

установление информационного обмена и последовательности их выполнения.

Основная трудность заключается в нахождении компромисса между простотой описания и

необходимостью учета многочисленных характеристик АСУ. Решение этой проблемы заключается в

иерархическом описании, при котором система представляется семейством моделей, каждая из

которых описывает поведение системы на различных уровнях абстракции. Для эффективности

такого описания системы необходима наибольшая независимость моделей для различных уровней.

Рассмотренные выше обстоятельства приводят к схеме структурно-процедурной вложенности задач

проектирования АСУ (рис. 3.6).

В задаче верхнего уровня Si, при заданных требованиях к функционированию следует определить

общие принципы построения АСУ, которые в дальнейшем позволяют сформулировать

математическую модель АСУ. В задаче второго уровня в условиях известных входных воздействий и

общих принципов функционирования требуется синтезировать оптимальные параметры АСУ. В

задаче третьего уровня требуется проанализировать выбранные параметры АСУ на соответствие

заданным критериям, используя метод имитационного моделирования.

Рис. 3.6. Процедурная вложенность задач проектирования АСУ

Понятие вложенности процессов проектирования в данном случае отражает строгую

последовательность решения задач и степень конкретизации принимаемых решений.

После подобной неформальной декомпозиции проблема декомпозиции не снимается, а подчиняется

новым требованиям обеспечения автоматизированного поиска решений с использованием

формальных процедур.

Рассмотрим более подробно задачу S1. Наличие нескольких критериев, которые в данном случае

невозможно свести к одному функциональному критерию, и неоднородность пространства

варьируемых параметров обусловливают дальнейшую декомпозицию, реализуемую на принципах

однородности критериальных функций и пространства поиска. Над задачей S1 проводится

формальная декомпозиция на Вp , р = 1,…,т блоков, в функции каждого из которых входит расчет

одной из критериальных функций.

Например, блок В1 решает задачу обеспечения классической устойчивости и адаптируемости, блок

В2 — задачу обеспечения структурной устойчивости и надежности. Целевая функция всегда

выносится в отдельный блок. Часто это — экономические требования. При этом все блоки задачи S1

имеют одно и то же пространство варьируемых параметров Rx. Здесь нет вложенности процедур

проектирования, так как последовательность решения задач в блоках не является существенной.

Информационный обмен типа «связь по варьируемым параметрам» для блоков Вр порождает

дополнительные обратные связи по управлению, что приводит к необходимости многократного

синтеза блоков.


Стр. 71 из 98 22.03.2011 0:06

Далее над каждым блоком BS1P возможно провести декомпозицию на блоки Вs1 pq,, q=1,…, mq,

локальные по множеству варьируемых параметров. При этом возникает задача координации

полученных блоков. Таким образом, синтез каждого блока является многошаговым процессом (рис.

3.7).

Рассмотрим задачу выбора оптимальных параметров АСУ — задачу S2. Особенность данной задачи

заключается в том, что ее решение находится на двух уровнях. Это представляет дальнейшую

декомпозицию задачи S2 на две вложенные подзадачи S21 и S22, решаемые на различных уровнях

описания АСУ. Подзадача S2l является задачей проектирования АСУ по средним характеристикам, а

подзадача S22 является задачей проектирования АСУ с учетом динамики выходных

информационных потоков и внутренних параметров.

Многозначность решений определяет использование метода, заключающегося в поиске решений при

различных начальных условиях. Задача проектирования АСУ с учетом динамических характеристик

системы в свою очередь также декомпозируется на задачи. Решение указанного множества задач в

соответствии с их вложенностью и с обязательным учетом внешних обратных связей позволяет на

макроуровне получить рациональный вариант проектируемой системы. Необходимость координации

решений частных задач и организации итерационных процедур диктует необходимость

рассмотрения вопросов организации управления системным анализом. Объектами управления при

системном проектировании являются процедуры первого и второго уровней декомпозиции задач S1 и

S2.

Рис. 3.7. Задачи, решаемые на различных уровнях описания АСУ

Таким образом, более детальная разработка изложенных направлений исследования методов

автоматизированного проектирования АСУ позволит вплотную подойти к решению общей задачи

синтеза АСУ. Обобщая результаты настоящего раздела, можно представить состав задач системного

уровня проектирования АСУ и их взаимосвязь (рис. 3.8). Все задачи S1 , S2 , S3 охвачены обратными

связями, обеспечивающими координацию результатов их решений и итерационность процесса

проектирования.


Стр. 72 из 98 22.03.2011 0:06

Рис. 3.8. Многоуровневая модель описания системы

Необходимость создания средств автоматизации проектирования таких больших систем, как АСУ,

обусловливает интерес проектировщиков к созданию достаточно универсальных и

высокопроизводительных методов решения подзадач, указанных на рис. 3.8.

5.3. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ СПУТНИКОВОЙНАВИГАЦИИ И СВЯЗИ

Технической и технологической основой создания и исполнения систем являются спутники связи.


Стр. 73 из 98 22.03.2011 0:06

Спутник — устройство связи, которое принимает сигналы от земной станции (ЗС), усиливает и

транслирует сигналы в широковещательном режиме одновременно на все ЗС, находящиеся в зоне

видимости спутника.

Главными компонентами спутника являются его конструкционные элементы: системы управления

положением, системы питания, телеметрии, трекинга, команд, приемопередатчики и антенна.

Предоставленный сам себе спутник, в конце концов, перешел бы к случайным вращениям.

Устойчивость и нужная ориентация антенны поддерживается системой стабилизации. Размер и вес

спутника ограничены, в основном, требованиями к солнечным батареям и объему топлива для

жизнеобеспечения спутника (обычно в течение десяти лет).

Телеметрическое оборудование спутника используется для передачи на Землю информации о его

положении. В случае необходимости коррекции положения, на спутник передаются

соответствующие команды, по получении которых включается энергетическое оборудование и

осуществляется коррекция.

Спутниковая система связи (ССС) состоит из трех базисных частей: космического сегмента,

сигнальной части и наземного сегмента. Космический сегмент решает задачи проектирования

спутника, расчета орбиты и запуска спутника. Сигнальная часть включает в себя выбор

используемого спектра частоты, оценку влияния расстояния на организацию и поддержание связи,

определение источников искажения сигнала, схем модуляции и протоколов передачи. Наземный

сегмент включает размещение и конструкцию ЗС, типы антенн, используемых для различных

приложений, схемы организации множественного доступа к каналам спутника.

Благодаря быстрому регулярному автоматическому опросу транспорта и высокой скорости передачи

информации диспетчеры потенциально могут получать данные о состоянии ПС в реальном

масштабе времени. Ниже рассмотрены основные ССС.

Рис. 5.2. Схема работы AVL-системы с использованием спутников

Inmarsat

Система Inmarsat обслуживается несколькими геостационарными спутниками, охватывающими

почти всю поверхность земного шара, за исключением околополюсного пространства (рис. 5.2). В

настояшее время осуществляется переход на спутники нового поколения Inmarsat 3-F3.


Стр. 74 из 98 22.03.2011 0:06

В системе Inmarsat существуют различные абонентские терминалы, которые отличаются друг от

друга как функциональными возможностями, так и конструктивно. Например, терминалы «морского

исполнения» оснащены специальной аварийной системой, автоматически генерирующей и

передающей сигнал SOS вместе с координатами. В состав терминала может входить дополнительное

оборудование для телеметрии или навигации. В конструкции терминала Inmarsat — C объединены

антенный блок и системный модуль, имеющий стандартные интерфейсы для подключения

приемопередатчика и специальных датчиков, а также параллельный порт типа Centronics.

Характеристики системы Inmarsat — C: диапазон рабочих частот при приеме 1,53-1,545 ГГц, при

передаче 1,6265—1,6455 ГГц; скорость передачи данных 600 бит/с.

В настоящее время стало возможным производить прием-передачу сигнала с мобильного телефона,

находящегося в любой точке планеты. Сигнал, поступивший на спутник, передается по цепочке на

следующий спутник, пока не дойдет до ближайшей к вызываемому абоненту наземной станции

системы. Благодаря этому достигается высокое качество сигнала. Качество работы спутников

постоянно контролируется, неисправные выводятся из эксплуатации и заменяются другими. Всегда

есть несколько резервных спутников.

Система имеет глобальную зону покрытия. Предлагается большой перечень услуг: телефонная связь,

передача алфавитно-цифровых сообщений на пейджер Iridium, переадресация вызова, конференц-

связь, передача факсимильных сообщений, «голосовая почта». К плюсам терминалов системы

Inmarsat следует добавить возможность работать также в стандарте сотовых сетей GSM и

AMPS/CDMA.

Основными функциями системы ORBCOMM являются: автоматизированный сбор данных о

координатах и состоянии объектов, предоставление услуг электронной почты и ОМП пользователя с

помощью автономной навигации ORBCOMM и устройств GPS глобальной системы

позиционирования. По охвату зон обслуживания система в полной мере относится к глобальным,

поскольку ее космический сегмент обеспечит работу с абонентами из разных стран мира, в том

числе из США, Канады, России, ЮАР, Нигерии, а также из стран Южной Америки.

В составе бортового оборудования, кроме приемопередающих устройств дециметрового и метрового


Стр. 75 из 98 22.03.2011 0:06

диапазонов и антенного комплекса, предусмотрена аппаратура радионавигационной системы GPS.

Канал «спутник -Земля» (рабочий диапазон частот 137— 138 МГц) используется для передачи

данных в комбинированном стандарте TDMA/FDMA (скорость передачи мобильному объекту 2,4

Кбит/с), а обратный (полоса 148- 149,9 МГц) — в стандарте FDMA (скорость передачи 4,8 Кбит/с).

Для связи с узловой станцией, входящей в наземный сегмент, используется высокоскоростной канал

57,6 Кбит/с. На спутнике ORBCOMM установлен приемник системы GPS, что обеспечивает

автономное определение координат абонента, поскольку расчет параметров орбиты спутника

производится на борту и рассылается не только наземным станциям, но и мобильным пользователям.

Точность определения координат зависит от диапазона рабочих частот приема и числа спутников в

зоне обслуживания, однако разработчики считают, что даже в самом сложном случае (частота 137

МГц, один спутник) погрешность не превысит 1100 м.

Наземный сегмент включает единый Центр управления космическим сегментом (ЦУКС) в штате

Вирджиния, узловые станции и региональные центры управления сетью, которые отвечают за

трафик и сопряжение с другими сетями передачи данных (в частности, с Интернет) или с наземными

абонентами (по выделенным каналам и сети общего пользования). Каждая узловая станция в системе

ORBCOMM осуществляет связь одного спутника с центрами управления. Соединение в ORBCOMM

устанавливается по запросу как пользователя, так и узловой станции. Кроме того, в функции узловой

станции входит организация опроса датчиков на необслуживаемых объектах.

Система «Глобалстар» предоставляет услуги по передаче голоса, данных, факсов, обмену

сообщениями и услуги определения местонахождения для клиентов во всем мире, использующих

существующие общественные или частные телефонные компании.

Космический сегмент включает группу из 48 низкоорбитальных спутников (и 8 резервных),

размещенных на круговых орбитах в 8 плоскостях на высоте 1414 км. Каждый спутник содержит

антенный комплекс, формирующий 16 лучей, создающих на поверхности Земли зону обслуживания

диаметром в несколько тысяч километров, внутри которой возможна коммутация на любую

CDMA-несущую с шириной полосы развертывания 1,25 МГц.

Пользовательский сегмент состоит из портативных, мобильных и стационарных терминальных

устройств, использующихся для передачи голоса, данных и ОМП.

Наземный сегмент (рис. 5.3) состоит из базовых станций (шлюзов), центров управления наземным и

космическим сегментами (ЦУНС и ЦУКС), телекомандного оборудования, сети передачи данных

«Глобалстар», делового офиса «Глобалстар» и центров управления поставщиками услуг (ЦУПУ).

Шлюзы обеспечивают взаимодействие Системы «Глобалстар» и наземных/мобильных сетей.

Большое количество шлюзов, установленных по всему миру, обеспечивает непрерывное

обслуживание пользователей.

ЦУНС занимается распределением ресурсов спутников. Наземный центр планирует и контролирует

использование ресурсов спутников (каналов, ширины полосы частот и т.п.) шлюзами и

взаимодействует с центром управления спутниками. Наземный центр управляет также сетью

передачи данных «Глобалстар» и самими шлюзами. Имеется также резервный центр управления.


Стр. 76 из 98 22.03.2011 0:06

Рис. 5.3. Структурная схема взаимодействия элементов наземного сегмента спутниковой системы

связи

ЦУКС через телекомандные устройства следит за работоспособностью спутников и состоянием их

орбит. Данные телеметрии, поступающие со спутников, обрабатываются, отображаются в реальном

времени и проверяются на соответствие параметрам. В случае несоответствия требованиям выдается

отчет об отклонениях. ЦУКС также распределяет и поддерживает постоянные орбиты посредством

команд, передаваемых на спутники. В системе организовано два ЦУКС: главный и дополнительный

(резервный).

Телекомандное оборудование, расположенное на отдельных шлюзах, осуществляет прием

телеметрии и управление спутниковой группировкой «Глобалстар». Это оборудование принимает

команды из ЦУКС и обеспечивает передачу их непосредственно на спутники.

Сеть передачи данных «Глобалстар» (GDN — Globalstar Data Network) обеспечивает связь между

частями наземного сегмента. GDN, которая управляется и контролируется ЦУНС, предоставляет

широкий спектр возможностей для связи шлюзов, ЦУНС, ЦУКС, телекомандного оборудования и

делового офиса «Глобалстар», который регулирует финансовую и административную сферы

функционирования системы, заключение контрактов, маркетинговые исследования и планирование

шлюзов, управление счетами пользователей, планирование будущих расчетов, системы

компьютерной поддержки и людские ресурсы.

Структуру системы «Гонец» составляют космический сегмент, центры управления системой,

региональные станции и абонентские терминалы. Центры управления системой не только

обеспечивают обычные функции, но и организуют работу каналов связи, устанавливают приоритеты

доступа, осуществляют контроль бортовых систем и телеметрической информации, а также

выполняют необходимые вычисления для определения зон обслуживания.

Составной частью сети «Гонец» являются региональные наземные станции, каждая из которых

одновременно может использовать три спутника. В функции станции входит организация связи в

регионе, в том числе коммутация и маршрутизация потоков данных и подключение абонентов

системы к сетям общего пользования, выделенным ведомственным радиосетям и ЛС.

Система предусматривает различные схемы передачи информации по сети, зависящие от

необходимой оперативности связи и взаимного расположения абонентов:

ретрансляция в зоне обслуживания одного спутника;


Стр. 77 из 98 22.03.2011 0:06

перенос данных между абонентами через спутник (режим «по чтового ящика»);

ретрансляция через наземную станцию;

ретрансляция через магистральные каналы наземной или спут никовой связи.

Система «Вектор» использует оборудование Inmarsat в стандарте «Inmarsat-C» и спутниковую

систему навигации NAVSTAR. Комплект оборудования монтируется в автомобиле, а

специализированное ПО устанавливается на диспетчерском пункте, который обеспечивает

круглосуточную связь с мобильным объектом и определяет его местоположение с точностью от 25

до 80 м.

Диспетчерский центр подключен к сети из почти 40 наземных станций системы Inmarsat-C (LES), в

функции которой входит непосредственная передача сообщений бортовому оборудованию

автомобиля через спутник (время передачи сообщения — не более 5 мин). В диспетчерском центре

установлен ПК, подключенный через модем (протокол передачи Х.25, Х.400, TCP/IP) к наземной

станции Inmarsat. Базовое ПО диспетчерского центра полностью адаптировано для российских

условий.

Кроме того, в состав системы «Вектор» входит специальный картографический модуль (GEO) с

набором карт разного масштаба. Программа LOGIQ Dispatch позволяет диспетчеру отправлять и

получать сообщения в заранее определенной форме и определять координаты транспортного

средства, а также вносить изменения в сопровождающие груз документы (для этого в комплект

оборудования абонента включается портативный термопринтер).

На автомобиле устанавливается мобильный терминал LOGIQ MDT (MDA), подключенный

непосредственно к нему спутниковый приемопередатчик и антенна. Бортовой компьютер LOGIQ

MDT (на базе процессора V25) находится на передней приборной панели и имеет привычную

компьютерную клавиатуру с набором специальных функциональных клавиш и небольшой

жидкокристаллический экран для вывода коротких сообщений или форм (4 строки по 40 символов).

Спутниковая антенна с основанием 15 см имеет высоту около 13 см и рассчитана на прием сигналов

GPS и обмен данными в системе Inmarsat. Сравнение различных ССС отражено в табл. 5.1.

Система EutelTracs была реализована в 1992 г. и имеет большое количество эксплуатируемых

мобильных терминалов по всему миру. Так, только в России зарегистрировано около 300

терминалов.

Мобильный терминал в системе EutelTracs имеет размеры, в 2 — 3 раза превышающие размеры

терминала Inmarsat, но для установки на грузовые машины это не является препятствием. На

сегодняшний день система работает только до долготы Омска, т. е. не покрывает восточной части

нашей территории.

Системы спутниковой связи OmniTracs (компания-производитель QUALCOMM) и EutelTracs

(разработки велись под эгидой европейской международной организации EUTELSAT) обеспечивают

не только ОМП абонента, но и двусторонний обмен информацией. Обе системы используют

Ku-диапазон (12/14 ГГц) для связи между геостационарными спутниками-ретрансляторами и

наземными станциями и L-диапазон — для связи между спутниками и мобильными пользователями.

Их протоколы обмена очень похожи, а различия заключаются главным образом в аппаратной

реализации оборудования и зонах обслуживания. Скорость передачи по каналу данных от станции к

спутнику — от 5 до 15 Кбит/с, скорость передачи данных по обратному каналу — до 165 бит/с.

Значительная часть применяемых в мире систем слежения для ОМП перемещающихся объектов

(автомашин) использует датчики спутниковой навигационной системы GPS NAVSTAR.


Стр. 78 из 98 22.03.2011 0:06

Таблица 5.1

Сравнительные характеристики ССС

Система Характеристика 1 1 Inmarsat-C Indium Orbcomm

Количество спутников 5 79 36 Рабочий диапазон частот, Гц 1,53-1,545 2,5 1,8

Скорость передачи данных, бит/с 600 2400 4800 2400

Наличие аппаратуры GPS + + +

Поддержка мобильной связи + + — (станд.GSM) AMPS/CDMA

Точность определения координат, м 750 450 1100

ОМП производится специализированными наземными навигационными приемниками. Система GPS

NAVSTAR является на сегодняшний день самой современной радионавигационной системой,

обеспечивающей высокоточное определение координат, скорости и времени в любом месте земли 24

ч в сутки. Для вычисления собственных координат в пространстве GPS-приемнику требуется

получить сигналы, как минимум, от 3 спутников. Орбиты спутников подобраны таким образом, что в

любой момент времени, в любой точке земли одновременно «видны» от 5 до 8 навигационных

спутников. При приеме сигналов GPS-приемник выбирает 3 спутника с наивысшим уровнем

радиосигнала.

Система GPS NAVSTAR состоит из 24 спутников, движущихся по определенным орбитам и

посылающих на землю специализированные радиосигналы. В настоящее время возможности

позволяют проводить местоопределение с точностью от 30 до 100 м, а при методе

дифференциальной коррекции погрешности (измерение координат относительно заведомо

известной точки) — от 2 до 5 м.

Базовыми спутниками Intelsat являются Intelsat VIII и Intelsat-K, значительно превосходящие по

своим характеристикам первый Early Bird. Так в сравнении даже с Intelsat VI, оборудованным 48

приемопередатчиками, Intelsat VIII имеет 36 С-полос и 10 Ku-полос и поддерживает сотни тысяч

телефонных каналов. Цена спутника на один канал со 100 тыс. долл. снизилась до нескольких тысяч,

а цена минуты использования канала абонентом, составлявшая ранее 10 долл., понизилась до 1 долл.

Мощность солнечных батарей Intelsat VIII составляет 4 кВт, т. е. возросла по сравнению с Intelsat VI

на 54 % и, соответственно, в 4 раза по сравнению с Intelsat V.

Информационно-навигационная система (ИНС) контроля и управления движением транспорта

«Котлин» использует сигналы СНС: ГЛОНАСС, GPS, WAAS, EGNOS и обеспечивает навигационное

сопровождение и контроль за состоянием ТС. Система может быть использована:

для управления грузопассажирскими перевозками;

в государственных и муниципальных системах обеспечения бе зопасности движения

автотранспорта;


Стр. 79 из 98 22.03.2011 0:06

для перевозки опасных и ценных грузов;

• в поисково-противоугонных системах. В состав ИНС входят:

аппаратура диспетчерского пункта (ПЭВМ с программно- математическим обеспечением,

аппаратура связи, а также элект ронно-картографическая система);

1.

аппаратура ТС (автомобильный навигационно-связной тер минал «Котлин HCT-101G»,

телефон стандарта GSM с модемом, УКВ-радиостанция и т.п.);

2.

канал связи, который обеспечивает передачу с диспетчерс кого пункта служебной информации

на ТС, а также прием на диспетчерском пункте в запросном и беззапросном (через

установленные промежутки времени, по возникшему на ТС событии и т.д.) режимах данных о

местоположении, направлении, скорости движения и состоянии систем ТС;

3.

Таблица 5.2

Характеристики аппаратуры связи ИНС

Характеристика Котлин HCT-101G КотлинНТ-101 Число каналов 6 6

Напряжение питания 9. ..36 12… 2 7 (постоянного тока), В

Максимальная выходная 8,0 2,0 мощность, Вт

Габаритые размеры, мм 240×145x75 270×100x35 Вес, г 200 550

4) датчики транспортных средств.

Автомобильный навигационно-связной терминал «Котлин НСТ-101G» формирует оперативную

информацию о местонахождении ТС и передает ее на диспетчерский пункт по каналам связи GSM в

режиме SMS. Автомобильная приемная аппаратура «Котлин НТ-101» предназначена для

высокоточного определения текущих координат, скорости движения ТС и времени. Основные

характеристики этих систем приведены в табл. 5.2.

Если система расширена, то в ней может присутствовать модуль синхронизации

телекоммуникационных систем, который работает по сигналам навигационных спутниковых систем

ГЛОНАСС и GPS. Он предназначен для надежного и непрерывного определения текущего времени и

выдачи сигналов 10 мГц и 1 Гц, синхронизированных с назначенной системной шкалой времени.

Стабильность сигналов, выдаваемых модулем в режиме слежения, сопоставима с характеристиками

квантовых стандартов частоты и времени. При исчезновении сигнала модуль способен сохранять

качество синхронизации в течение 24 ч в автономном режиме.

Модуль обеспечивает работу приоритетной навигационной спутниковой системы с автоматическим

переходом на резервную при пропадании сигналов приоритетной системы, автономный контроль

антенны, аппаратных средств и вычислительного процесса, а также повышенную устойчивость к


Стр. 80 из 98 22.03.2011 0:06

воздействию внеполосных и внутриполосных помех.

Малогабаритная инерциальная спутниковая навигационная система для колесных транспортных

средств (МИСНС) включает спутниковый навигационный приемник GPS, курсовой гироскоп,

одометр, электронную карту местности. Разработана система коррекции по показаниям одометра,

данным электронной карты, нулевой скорости ТС. Разработаны алгоритмы и ПО для вычисления

траектории ТС в системе координат WGS-84.

В Санкт-Петербурге применяется модификация МИСНС без спутникового навигационного

приемника, работающая по принципу приращения пройденного пути в отношении стартовой точки с

единожды точно выверенными географическими координатами. Электронная карта Санкт-

Петербурга и пригородов построена в формате MapInfo в масштабе 1:10000 и привязана к системе

WGS 84. Измерения, необходимые для осуществления привязки, выполнены с использованием

двухчастотной спутниковой аппаратуры WILD GPS SYSTEM 200.

Высокотехнологичное оборудование СНС легко интегрируется с другими видами технического и

программного обеспечения. Это позволяет даже небольшим фирмам, имеющим опыт работы с

оборудованием подвижной связи и геоинформационным ПО для ПК, успешно создавать системы

диспетчерского наблюдения за ТС. В простейшем случае структура подобной системы выглядит так.

На автомашине устанавливается навигационный приемник, работающий по сигналам СРНС GPS

NAVSTAR (в виде OEM-оборудования этот приемник стоит 150 — 300 долл.), который через

интерфейс RS232 подключается к модему любительской пакетной радиосвязи стандарта TNC-2

(стоимость до 200 долл.). Через аудиоинтерфейс модем подключается к произвольной автомобильной

радиостанции УКВ-диапазона (до 400 долл.), работающей в режиме Conventional Radio. В

диспетчерском центре работает ПК, на котором установлены ГИС-пакет MapInfo, отсканированная

растровая карта и приложение, обеспечивающее визуализацию текущего местоположения

подвижного объекта на фоне карты. К диспетчерскому компьютеру подключается радиомодем

(аналогичный тому, что установлен на борту) и радиостанция с антенной.

Несмотря на кажущуюся простоту, подобные системы в ряде случаев достаточно эффективно

выполняют свои функции. Вместе с тем для них свойственны некоторые недостатки, существенно

ограничивающие возможность их широкого внедрения. Во-первых, это неэффективное

использование радиочастотного спектра (режим Conventional Radio на выделенных частотах,

«перегруженность» протокола АХ25, применяемого в пакетных радиомодемах, защита от ошибок

только с помощью переспроса, низкая скорость передачи данных за счет использования полосы

речевого канала и, как следствие этого, низкая пропускная способность системы). Во-вторых,

сложно организовать радиопокрытие большой территории. Предусмотренный протоколом АХ25

режим передачи через ретрансляторы с повтором (диджипитеры) может эффективно работать только

вблизи трасс. В-третьих, система незащищена от постороннего проникновения — как с целью

перехвата данных, так и с целью несанкционированного использования инфраструктуры сети

передачи данных. Реально подобная система может обеспечить контроль местоположения 10 — 20

автомашин с периодом обновления информации в 1 — 5 мин для каждого ТС.

В простейшем случае на ТС устанавливается терминал Placer-400, включающий в себя

навигационный приемник и простой радиомодем для подключения к радиостанции. Более сложный

блок PSC-200 включает в себя микроконтроллер, обеспечивающий подключение ряда бортовых


Стр. 81 из 98 22.03.2011 0:06

датчиков (датчик состояния зажигания, дискретные входные линии, параллельный интерфейс), а

также дополнительных датчиков движения, позволяющих определять местоположение ТС на основе

методов счисления пути при отсутствии видимости навигационных спутников. К контроллеру

PSC-200 может подключаться информационный терминал Echo XL, обеспечивающий наглядный

интерфейс. С помощью функциональных клавиш происходит передача нескольких типовых

сообщений. Большой экран с крупными четкими символами и регулируемой подсветкой позволяет

водителю прочитать информацию, переданную из диспетчерского центра, при любом освещении.

Нажатие клавиш и поступление информационных сообщений сопровождаются звуковыми

сигналами.

Для ПО систем в центре наблюдения также предлагается ряд приложений разного уровня сложности.

Для небольших АТП (до 35 ТС) может использоваться пакет PC Vtrak. Пакет AVL Manager содержит

полный набор программных средств для построения системы слежения и оперативного контроля за

ТС до 1000 единиц. Система на базе этого пакета обеспечивает регистрацию ТС, осуществляет

контроль доступа в систему. Для каждой ТС устанавливается до 30 различных типов сообщений,

автоматически выдаваемых при изменении состояния транспортного средства. Информационные

сообщения от бортового оборудования распределяются по различным категориям, отдельно

группируются сообщения, содержащие информацию о чрезвычайных происшествиях на борту. Для

отображения информации на фоне электронной карты города и обеспечения непрерывного слежения

за подвижными объектами используется система StarView, реализованная на Unix-ориентированных

рабочих станциях или X-терминалах. Станции могут объединяться в сеть и подключаться к системе

на базе AVL Manager.

Система Logiq Dispatch предназначена для диспетчеризации дальних грузовых перевозок. Она

реализуется на базе терминалов спутниковой связи системы Inmarsat, устанавливаемых на

автомашинах.

Фирма «ПРИН» предлагает оригинальную разработку — программный пакет ПРИН ИДС,

позволяющий в короткий срок развернуть многофункциональную систему слежения и оперативного

контроля за небольшим транспортным парком. Данная система позволяет осуществлять

непрерывный контроль за ТС, отображать на электронной карте диспетчера координаты точек

маршрута, выполнять оптимизацию маршрутов и графиков движения, оперативно реагировать на

внештатные ситуации.

Высокими эксплуатационными характеристиками отличается система «Магеллан-М» (фирма

«Транснетсервис») для обработки картографической и навигационной информации. ПО разработано

по модульному принципу и может легко адаптироваться к применяемым видам аппаратуры и

системам связи, изменять состав задач в соответствии с техническим заданием заказчика. В качестве

бортовой аппаратуры в диспетчерских системах рекомендуется применение навигационной и

связной аппаратуры фирмы KENWOOD: модуля GPS Modem, включающего 6-канальный

навигационный приемник и радиомодем, и автомобильных радиостанций. Устройство GPS Modem

специально разработано с учетом использования в диспетчерских системах. В нем реализованы

такие важные функции, как помехоустойчивое кодирование и сжатие информации, возможность

подключения бортовых датчиков и исполнительных устройств, групповое кодирование подвижных

объектов, синхронный режим передачи информации в группе. Это позволяет эффективно

использовать радиочастотный ресурс и при этом обеспечивать высокую частоту обновления

информации о подвижных объектах. GPS Modem адаптирован для работы с радиостанциями фирмы

KENWOOD, работающими как в режиме Conventional Radio, так и в транкинговых системах (LTR и

МРТ1327). Однако могут использоваться и радиостанции других фирм (за счет некоторого снижения

функциональных возможностей).


Стр. 82 из 98 22.03.2011 0:06

Интересные возможности предоставляет аппаратура накопления параметров движения ТС

«БНП-Транс». Аппаратура устанавливается на подвижный объект (в том числе допускается скрытная

от обслуживающего персонала установка) и в автономном режиме производит накопление координат

точек маршрута, полученных по сигналам СРНС GPS. Дополнительно могут фиксироваться

показания бортовых датчиков (факты открытия/закрытия дверей салона или контейнера, расход

топлива, температура рефрижератора). Емкость энергонезависимой памяти позволяет фиксировать

до 20 000 путевых точек, что достаточно для хранения маршрута автомашины за несколько недель.

При обработке накопленных данных определяются места отклонения от маршрутного задания (по

времени или по месту), попытки несанкционированного воздействия на груз, преднамеренного

воздействия на аппаратуру (путем отключения бортового питания) или навигационную антенну.

Накапливаемая информация позволит провести оптимизацию маршрутов, повысить безопасность и

экономичность перевозок. Данная аппаратура может оказаться полезной для служб безопасности

АТП, осуществляющих дальние перевозки.

Основой системы, разработанной фирмой «Термотех», является навигационно-связной контроллер.

Он используется как в составе бортовой аппаратуры, так и на диспетчерских центрах.

Навигационно-связной контроллер обеспечивает управление всеми режимами работы радиосредств,

обработку всей информации на борту. Бортовая аппаратура обеспечивает круглосуточный

непрерывный режим работы, непрерывное определение координат местоположения ТС,

автоматическое управление режимами работы бортовой радиостанции, голосовую связь с

диспетчером, прием дифференциальных поправок. В составе навигационно-связных контроллеров

могут использоваться навигационные приемники СРНС GPS и ГЛОНАСС. Предусматривается

возможность работы с автономными каналами связи, транкинговыми системами, сотовыми и

спутниковыми каналами связи. К контроллеру может подключаться терминал с дисплеем и

клавиатурой для отображения команд из центра и ввода оператором информационных сообщений.

ПО диспетчерского центра обеспечивает отображение местоположения подвижных объектов на

фоне электронной карты, вызов экипажа на голосовую связь, прием и запись всей информации о

событиях, происходящих в системе, сигнализацию оператору об отклонениях в заданных маршрутах

движения транспортных средств, формирование дифпоправок.

Фирма «ГеоСпектрум» предлагает оборудование, интегрируемое в широкий спектр систем

радиосвязи: сети пакетной радиосвязи, транкинговые системы LTR, MPT1327, Edacs, сети

спутниковой связи. ПО диспетчерского центра позволяет функционально включать новые виды

систем связи. Картографический департамент фирмы «ГеоСпектрум» предлагает широкую

номенклатуру электронных карт различных регионов России. ПО диспетчерского центра реализуется

как с помощью средств собственной ГИС «Панорама», так и с помощью других ГИС. Разработанный

модуль бортового компьютера может также использоваться в качестве автонавигатора: при

подключении к нему стандартного автомобильного телевизора (фирм Alpine, Clarion) на экран

выдается электронная карта, на которой отображается текущее положение ТС, даются рекомендации

по прокладке оптимального маршрута. К бортовому компьютеру могут подключаться аналоговые или

контактные датчики, малогабаритная видеокамера.

Фирма «КОРД» разрабатывает бортовое оборудование и средства передачи данных совместно с

фирмой TESLA. Навигационное оборудование, модем и радиостанция интегрированы в единый

конструктивный блок. Имеется возможность подключения бортового терминала с дисплеем и

клавиатурой. Собственный протокол передачи данных позволяет эффективно использовать

радиочастотный спектр. ПО диспетчерского центра работает как с векторными, так и с растровыми

электронными картами.

Фирма «Юником» представляет систему «Юником-AVL» на основе бортового навигационного


Стр. 83 из 98 22.03.2011 0:06

комплекса собственной разработки, подключаемого к стандартной УКВ-радиостанции. ПО

диспетчерского центра позволяет отображать местоположение подвижного объекта на фоне

электронной карты. Количество подвижных объектов в системе — до 255.

Габариты бортового комплекса в целом зависят от габаритов применяемого оборудования связи.

Устройство, включающее в себя навигационный приемник, контроллер и модем, в зависимости от

выполняемых дополнительных функций (работа с дисплеем, клавиатурой, другими внешними

устройствами) может иметь объем от 0,5 дм3 до 2…5 дм3. Объем стандартной автомобильной

УКВ-радиостанции составляют не менее 1 дм3.

Центральный телеграф внедрил на территории Москвы радио-пакетную сеть передачи данных

общего пользования РАДИОТЕЛ на базе технологий фирм Racal и Sprint. Средства сети РАДИОТЕЛ

представляют широкие возможности по созданию распределенных систем быстрого и надежного

обмена данными в закрепленной и мобильной средах. Система диспетчеризации транспортных

средств (СДТС) обеспечивает оперативное отслеживание маршрута движения транспортного

средства, оснащенного терминалом сети с приемником GPS. С помощью радиосети возможен обмен

данными между бортовым оборудованием и центральным компьютером, доступ к центральным

базам данных, взаимодействие с аварийными службами и службами безопасности. Сеть РАДИОТЕЛ

обеспечивает быстрое установление соединения (около 5 с), имеет встроенные механизмы защиты

данных, исправления ошибок. Центр коммутации пакетов сети обеспечивает поддержку протоколов

Х.25, Х.75, Х.З/Х.28/Х.29, SNA/SDLC.

Группа компаний «Грант-Вымпел» совместно с федеральной сетью «СОТЕЛ» предлагает систему

навигации и мониторинга автомобилей GrantGuard на основе сотовых телефонов стандарта NMT-450

«Московской сотовой связи». Бортовой навигационный комплекс поставляется в нескольких

вариантах комплектации. В минимальной комплектации используется специализированный

навигационный вычислитель с модемом, подключаемый к сотовому телефону. Бортовой комплекс

обеспечивает передачу в диспетчерский центр данных о местоположении ТС и его состоянии (в

зависимости от состава подключаемых датчиков), передачу сообщений о нештатных ситуациях (с

использованием тревожной кнопки). Время коммутации канала с компьютером диспетчерского

центра может достигать нескольких минут, но само время передачи данных не превышает 20 с. При

этом имеется возможность использования телефона для ведения речевых переговоров. В

расширенной комплектации к навигационному вычислителю подключается портативный компьютер.

Компьютер может работать в режиме «мобильного офиса», выполнять функции автонавигатора,

обеспечивать доступ в информационные базы центра.

Компания «Мобильные телесистемы» (МТС) является крупнейшим в России оператором сотовых

систем стандарта GSM. Данным стандартом предусматриваются широкие возможности передачи

данных — как по обычным трафиковым каналам, так и в режиме передачи коротких сообщений

(SMS Service). Малые габариты абонентского оборудования GSM и высокая степень

интегрированности его с современными цифровыми системами позволяют реализовать бортовой

навигационный комплекс с высокими эксплуатационными характеристиками. Компания предлагает

бортовое оборудование производства зарубежных фирм (система DUO фирмы GPP, оборудование

фирмы Falcon), а также бортовой контроллер собственной разработки. Для передачи данных

используется как трафиковый канал (при этом встроенный модем работает так же, как обычный

телефонный модем со скоростью 9600 бит/с), так и канал коротких сообщений. Время коммутации

трафикового канала для передачи данных составляет 30—90 с, время передачи короткого сообщения

(до 160 байт) от одного абонента сети до другого (в том числе от мобильного к мобильному)

составляет 5-10 с.

Использование сотовых систем связи оправдано в случаях, когда необходимо снизить габариты


Стр. 84 из 98 22.03.2011 0:06

бортовой аппаратуры, уровень собственных электромагнитных излучений (и соответственно

потребляемую аппаратурой мощность от бортсети или автономного источника электропитания), а

также для обеспечения большой площади действия системы. Сотовые системы охватывают область

действия систем ближнего и глобального действия (за счет национального и межнационального

роуминга). Благодаря небольшим размерам и большой площади действия аппаратура на базе сотовых

систем может успешно применяться в системах комплексной охраны автомашин VIP-класса как

альтернатива системам, работающим на зоновых принципах (радиомаяковые системы типа LOJACK

и КОРЗ).

Маркетинговые исследования некоторых зарубежных фирм в отношении стоимости оборудования и

оплаты услуг пользователей систем (например, владельцев дорогих автомобилей или перевозчиков

грузов) показывают, что общие расходы абонентов систем не должны превышать 4 — 5% стоимости

их имущества. Российские производители систем ОМП оценивают стоимость бортового

оборудования для диспетчерских систем и систем обеспечения безопасности автомобиля в диапазоне

от 1000 до 2000 долл. При этом стоимость ПО диспетчерского центра с электронной картой может

варьироваться в пределах от 2000 до 50000 долл. (в зависимости от выполняемых функций, числа

объектов контроля, используемой системы связи). Стоимость оплаты аренды каналов связи или

оплаты услуг сетей связи общего пользования составляет от 50 до 200 долл. в месяц для одного

транспортного средства.

5.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РЕАЛИЗАЦИИ ОМП В ЛОКАЛЬНЫХ ИЗОНАЛЬНЫХ АСУ АТП

Задачи ОМП автомобилей, других транспортных средств, ценных грузов крайне актуальны как для

государственных правоохранительных органов, так и для частных структур безопасности. Такие

задачи приходится решать в процессе управления патрульными службами и контроля перемещения

подвижных объектов, обеспечения безопасности автомашин и их поиска в случае угона,

сопровождении ТС, ценных грузов и т.д.

В системах автоматического (автоматизированного) определения местоположения транспортного

средства — AVL (Automatic Vehicle Location system) местоположение ТС определяется автоматически

по мере перемещения его в пределах данной географической зоны. Система AVL обычно состоит из

подсистемы ОМП, подсистемы передачи данных и подсистемы управления и обработки данных.

По назначению AVL-системы можно разделить:

на диспетчерские системы, в которых осуществляется централизованный контроль в определенной

зоне за местоположением и перемещением ТС в реальном масштабе времени одним или

несколькими диспетчерами системы, находящимися в стационарных диспетчерских центрах (это

могут быть системы оперативного контроля перемещения патрульных автомашин, контроля

подвижных объектов, системы поиска угнанных автомашин);

системы дистанционного сопровождения, в которых производится дистанционный контроль

перемещения подвижного объекта с помощью специально оборудованной автомашины или другого

ТС; чаще всего такие системы используются при сопровождении ценных грузов или контроле

перемещения транспортных средств;

системы восстановления маршрута, решающие задачу определения маршрута или мест пребывания


Стр. 85 из 98 22.03.2011 0:06

ТС в режиме постобработки на основе полученных тем или иным способом данных; подобные

системы применяются при контроле перемещения ТС, а также с целью получения статистических

данных о маршрутах.

В состав конкретной AVL-системы часто входят технические средства, обеспечивающие несколько

способов определения местоположения.

В зависимости от размера географической зоны, на которой действует AVL-система, она может быть:

локальной, т.е. рассчитанной на малый радиус действия, что характерно в основном для систем

дистанционного сопровождения;

зональной, ограниченной, как правило, пределами населенного пункта, области, региона;

глобальной, для которой зона действия составляет территории нескольких государств, материк,

территорию всего земного шара.

С точки зрения реализации функций ОМП AVL-системы характеризуются такими техническими

параметрами, как точность местоопределения и периодичность уточнения данных. Очевидно, что

эти параметры зависят от зоны действия AVL-системы. Чем меньше размер зоны действия, тем выше

должна быть точность ОМП. Так, для зональных систем, действующих на территории города,

считается достаточной точность ОМП (называемая также зоной неопределенности положения) от

100 до 200 м. Некоторые специальные системы требуют точности в единицы метров, для глобальных

систем бывает достаточно точности в несколько километров. Для зональных диспетчерских систем

идеальным может считаться получение данных о местоположении подвижного объекта до одного

раза в минуту. Системы дистанционного сопровождения требуют большей частоты обновления


Методы ОМП, используемые в AVL-системах, можно разбить на три основных категории: зональные

методы, методы навигационного счисления и методы ОМП по радиочастоте. Рассмотрим коротко

особенности современных систем ОМП.

1. Методы приближения.С помощью достаточно большого количества контрольных пунктов (КП),

точное местоположение которых известно в системе, на территории города создается сеть

контрольных зон. Местоположение ТС определяется по мере прохождения им КП. Распознанный

индивидуальный код КП передается в бортовую аппаратуру, которая через подсистему передачи

данных передает эту информацию, а также свой идентификационный код в подсистему управления и

обработки данных. Так реализуется метод прямого приближения. Однако на практике чаще

используется инверсный метод приближения — обнаружение и идентификация ТС осуществляется с

помощью установленных на них активных, пассивных или полуактивных маломощных радиомаяков,

передающих на приемник КП свой индивидуальный код, или же с помощью оптической аппаратуры

считывания и распознавания характерных признаков объекта, например, автомобильных номеров.

Информация от КП далее передается в подсистему управления и обработки данных.

Очевидно, для зональных систем точность местоопределения и периодичность обновления данных

напрямую зависит от плотности расположения КП по территории действия системы. Методы

приближения требуют развитой инфраструктуры связи для организации подсистемы передачи

данных с большого числа КП в центр управления и контроля, а в случае использования оптических

методов считывания требуют и сложной аппаратуры на КП, и поэтому являются весьма

дорогостоящими, особенно при построении систем, охватывающих большие территории. В то же

время инверсные методы приближения позволяют минимизировать объемы бортовой аппаратуры или

даже вообще не устанавливать ее на автомашину. Основное применение зональных систем —


Стр. 86 из 98 22.03.2011 0:06

комплексное обеспечение охраны автомашин, обеспечение поиска автомашин при угоне. Примером

подобной системы является система КОРЗ-ГАИ, отслеживающая приближение угнанной

оборудованной автомашины к посту дорожной инспекции. В Москве предполагалось оснащение

подобной аппаратурой всех постов на выезде из города.

2. Методы ОМП по радиочастоте. Местоположение ТС определяется путем измерения разности

расстояний от ТС до трех или более радиомаяков. Данную группу методов можно условно разбить на

две подгруппы: радиопеленгация, при которой абсолютное или относительное местоположение ТС

определяется при приеме излучаемого им радиосигнала сетью стационарных или мобильных

приемных пунктов, и вычисление координат по результатам приема специальных радиосигналов на

борту подвижного объекта (методы прямой или инверсной радионавигации).

2.1. Методы радиопеленгации. С помощью распределен ной по территории города сети

пеленгаторов или с помощью мо бильных средств пеленгации возможно отслеживание местополо

жения ТС, оборудованных радиопередатчиками-маяками.

Примером AVL-системы, основанной на методах радиопеленгации, можно считать систему ГИПС

(новое название — СКИФ). Принцип работы системы — прием сигнала, излучаемого

малогабаритным радиомаяком на ТС, сетью стационарных радиоприемных центров и вычисление

области неопределенности положения ТС. Точность местоопределения зависит от плотности

размещения стационарной радиоприемной сети на территории и может составлять несколько метров

в режиме непрерывного слежения и корректировки данных с использованием ГИС.

Подобную систему с применением пейджеров двухсторонней связи и сети приемопередающих

станций предлагает фирма «МегаПейдж». Широкополосный передатчик, установленный на

автомашине, включается по сигналу стандартного пейджингового приемника, либо по сигналу

системы противоугонной сигнализации. ОМП передатчика осуществляется с помощью сети базовых

станций пейджинговой системы.

Примером системы на базе мобильных пеленгаторов является система ЛОДЖЕК. Пеленгаторами

данной системы оборудованы автомашины спецбатальона дорожно-постовой службы ГАИ и посты-

пикеты ГАИ на выезде из города.

2.2. Методы радионавигации. Наилучшие точностные и эксплуатационные характеристики в

настоящее время имеют спут никовые навигационные системы (СНС), в которых достигается

точность местоопределения в стандартном режиме не менее 50 — 100 м, а с применением

специальных методов обработки информационных сигналов в режиме фазовых определений или

дифференциальной навигации — несколько метров.

Технические решения, предлагаемые различными фирмами, достаточно близки по своим

показателям и различаются деталями, которые, однако, могут оказаться существенными для

конкретного пользователя системы. Как правило, оборудование системы включает в себя бортовой

навигационный вычислитель, радиостанцию УКВ-радиосвязи или сотовый телефон (рис. 5.1).

В диспетчерском центре устанавливается компьютер с электронной картой и ПО системы

диспетчеризации и мониторинга автотранспорта на территории города. В качестве примеров

подобных систем можно привести систему «Магеллан» фирмы «Транснетсервис», «Юником-AVL»

фирмы «Юником», «Гранит» НТЦ «Сеть», КОРД фирмы «КОРД», GrantGuard группы компаний


Стр. 87 из 98 22.03.2011 0:06

«ГРАНТ-Вымпел», TrackMaster Саг компании «ГЕО СПЕКТРУМ» и др.

Рис. 5.1. Схема работы AVL-системы, оснащенной радиомодемом сотовой связи

Главной проблемой при внедрении этих систем является недостаточное развитие в России

инфраструктуры подвижной связи для организации надежного канала передачи информации между

бортовым и центровым оборудованием на территории крупных городов.

Определенный прорыв в этой области можно ожидать с расширением площади покрытия и

мощности центров коммутации данных, использующих стандарты цифровой сотовой связи GSM.

3. Методы навигационного счисления. Данные методы ОМП основаны на измерении параметров

движения ТС с помощью датчиков ускорений, угловых скоростей, пройденного пути и направления.

На основе полученных данных вычисляется текущее местоположение ТС относительно известной

начальной точки. В целом данные методы могут использоваться в системах, применяющих методы

радионавигации. Основное преимущество методов навигационного счисления — независимость от

условий приема навигационных сигналов бортовой аппаратурой. На территории города с плотной

застройкой могут встречаться участки, где затруднен прием сигналов от наземных систем и даже

СНС. На таких участках бортовая навигационная аппаратура не в состоянии вычислить координаты

подвижного объекта. Приемные антенны радионавигационных систем должны размещаться на ТС с

учетом обеспечения наилучших условий приема навигационных сигналов. Это делает их уязвимыми

для злоумышленников в случае применения для нужд охраны ТС или перевозимых ими грузов.

Существующие методы камуфлирования приемных антенн достаточно сложны и дороги.

Недостатками методов навигационного счисления можно считать необходимость коррекции

накапливаемых ошибок измерения параметров движения, достаточно большие габариты бортовой

аппаратуры, отсутствие доступной малогабаритной элементной базы для создания бортовой

аппаратуры (акселерометров, автономных счислителей пройденного пути, датчиков направления),


Стр. 88 из 98 22.03.2011 0:06

сложность обработки параметров движения с целью вычисления координат в бортовом вычислителе.

Наиболее перспективным направлением применения подобных методов можно считать их

совместное использование с радионавигацией, что позволит скомпенсировать недостатки, присущие

обоим методам.

Систему ОМП с использованием данного метода предлагает ЗАО «Автонавигатор». В бортовом ТС

используются: датчик пути, подключаемый к спидометру автомашины, датчик направления на

основе феррозондов, измеряющих отклонение оси автомашины от магнитного меридиана Земли, и

датчик ускорения (акселерометр), обеспечивающий устранение ошибок феррозондового датчика,

возникающих из-за негоризонтального расположения объекта относительно поверхности Земли.

Корректировка ошибок счисления производится по цифровой векторной карте транспортной сети

города, что позволяет достичь точности ОМП до нескольких метров. Имеется возможность

использования элементов бортового оборудования совместно с приемником СРНС.

По сравнению с приемниками СРНС приборы инерциальной навигации не подвержены воздействию

радиопомех. Они начинают работать сразу после включения (не требуются 1—2 мин для загрузки

информации со спутника, как в СРНС), зона их действия практически не ограничена (не требуется

прямая видимость нескольких спутников), в них производятся курсоуказание, определение

расстояния до ориентиров, измерение дирекционного угла. Очевидно, что в ближайшее время для

систем местоопределения ТС приборы инерциальной навигации найдут наибольшее применение не

в качестве автономных устройств, а как дополнение к устройствам спутниковой СРНС, что позволит

увеличить точность местоопределения, устранить «мертвые зоны», потерю начальных участков

маршрута.

Даже краткий обзор методов и аппаратуры ОМП позволяет сделать вывод, что не существует

универсальной системы, способной удовлетворить все требования пользователя. Задача создания

эффективно работающих систем ОМП оказывается гораздо шире выбора конкретного метода.

Микросотовая структура систем связи может стать основой для построения зональных систем ОМП

или позволит решать вопросы ОМП радиопеленгационными методами.

Отдельно стоят вопросы создания электронных карт, предназначенных для эксплуатации с

AVL-системами. Преимущества будут иметь те системы, в которых организована оперативная

коррекция дорожной обстановки, вплоть до учета информации о заторах на отдельных участках

транспортных магистралей.

5.1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИСТЕМ ОПРЕДЕЛЕНИЯМЕСТОПОЛОЖЕНИЯ И СВЯЗИ

В последнее время в России наблюдается рост спроса на АС, объединяющие современные

навигационные системы с системами мобильной связи для решения различных прикладных задач.

Ярким примером такой интеграции являются системы управления транспортным парком

предприятия с возможностью организации связи с подвижными единицами и автоматическим

отслеживанием и отображением их текущих координат в пространстве. На Западе системы

определения местоположения (ОМП) активно используются для контроля за местоположением и

состоянием автотранспорта специального назначения: патрульных автомобилей полиции, карет

скорой помощи, автомобилей служб инкассации и т.д. В России также есть небольшой опыт

эксплуатации комплексов автоматизированного слежения у некоторых банков и служб МЧС.

Создание и использование таких систем немыслимо без надежных средств связи диспетчера с ТС и

постоянного контроля за их движением. Средства УКВ-радиосвязи действуют лишь на очень

небольших расстояниях (десятки километров). Попытки создания сети ретрансляторов в

УKB-диапазоне наталкиваются на значительные технические и финансовые трудности, так как это


Стр. 89 из 98 22.03.2011 0:06

требует значительных единовременных и эксплуатационных затрат.

Средства КВ-диапазона в принципе обеспечивают связь на больших расстояниях, однако эта связь

крайне нестабильна и возможна лишь в определенные периоды суток. К тому же оборудование и

антенны КВ-радиосвязи достаточно громоздки, а более совершенные образцы достаточно дороги.

Сотовая связь даже в Западной Европе не охватывает всю территорию, а в России и странах СНГ —

охватывает лишь отдельные крупные города и участки дорог. Спутниковые системы связи (ССС),

безусловно, в наибольшей степени отвечают потребностям транспортников.

В спутниковых системах связь с ТС осуществляется непосредственно через спутник, поэтому зона

связи чрезвычайно широка. Так, система «Евтелтракс» охватывает зону от Северного Ледовитого

океана до Африки и от Атлантики до Урала. С 2000 г. зона ее действия расширилась на восток и в

перспективе охватит практически всю Сибирь. В эксплуатации системы, подобные «Евтелтракс»,

надежны, просты в обращении и удобны. Связь с ТС и наблюдение за его движением

осуществляются непосредственно в офисе транспортной компании или в диспетчерской службе

АТП. При этом необходимо соблюдение целого ряда требований.

Надежность доставки сообщений. ТС периодиче ски оказываются в условиях, когда связь со

спутником отсутствует (в туннеле, в железобетонном ангаре, под мостом, в металличес ком

пароме), или бывают просто загорожены близко расположен ными высокими строениями. Для

надежной доставки сообщений, переданных в такие моменты, в системе предусмотрены

подтвер ждения о доставке. Если подтверждения нет, система автоматичес ки, без

вмешательства оператора, повторяет его. Когда сообщение будет доставлено, диспетчер

получит об этом уведомление с ука занием времени и места доставки (с точностью около 100

м). Кро ме того, диспетчер получает уведомление о том, что сообщение прочтено, также с

указанием точного времени и места прочтения.

1.

Регулярное автоматическое определение ме стоположения ТС. ОМП ТС только по запросу

диспетчера за трудняет его работу и не позволяет прослеживать график движе ния. Кроме того,

при каких-то чрезвычайных ситуациях последнее известное диспетчеру местоположение ТС

может оказаться очень далеко от района происшествия. Чтобы диспетчер мог постоянно иметь

актуальную информацию о местонахождении и движении ТС, в системе должно быть

предусмотрено автоматическое опре деление их местоположения. Оно производится, как

правило, еже часно, а также с каждым сообщением, подтверждением о получе нии и

прочтении сообщения, при каждом выключении двигателя. Все данные автоматически вводятся

в компьютер и представляют ся как в табличной форме, так и непосредственно на электронной

карте в компьютере диспетчера.

2.

Автоматическое получение и хранение ин формации. Компьютер принимает и хранит всю

поступающую информацию даже в отсутствие диспетчера. Кроме того, в системе используется

принцип электронного почтового ящика. Если ком пьютер диспетчера выключен, информация

не пропадает, а хра нится в центральном компьютере системы. Когда диспетчер вклю чит свой

компьютер, он получит всю информацию.

3.

4. Малое потребление энергии. ПС автотранспорта имеет ограниченные возможности

электропитания, поэтому система должна быть экономична. Мобильный связной терминал (МСТ)

системы использует остронаправленную антенну, постоянно следящую за спутником,

обеспечивающую надежную связь при небольшой мощности излучения, что позволяет при низком

уровне энергопотребления длительное время работать от аккумулятора. Это обстоятельство особенно

важно для автомашин, которые во время рейса могут иметь немало длительных остановок с

выключенным двигателем. Чтобы еще более увеличить возможное время работы от аккумулятора, в

системе «Евтелтракс» предусмотрен особо экономичный режим, в который автоматически переходит

МСТ при выключении зажигания. Режим позволяет не менее 3 суток поддерживать связь при


Стр. 90 из 98 22.03.2011 0:06

выключенном двигателе без риска разрядить аккумулятор. Этот режим используется не только на

ПС, но и в других случаях, когда питание возможно только от аккумулятора (например, для

отслеживания контейнеров).

Низкая с т о и м о с т ь. Спутниковая связь — наиболее со вершенный вид связи, однако она

относительно дорога. Макси мально удешевить связь можно с помощью выбора архитектуры

системы. Например, в «Евтелтраксе» на диспетчерском пункте не нужны никакие передатчики

или приемники (только ПК и недо рогой модем), а на ТЕ не требуется приемник системы

определе ния местоположения GPS, так как оно определяется Центральной наземной

станцией, а значит, не требуется передавать эти данные по спутниковым каналам. Существенно

уменьшает расходы исполь зование не голосовой, а текстовой связи. Для дополнительного сни

жения расходов в системе предусмотрена возможность использо вания так называемых

макросов, т. е. стандартных сообщений (типа бланка).

1.

Конфиденциальность с в я з и. Высокая конфиденци альность связи достигается за счет

использования широкополос ных шумоподобных сигналов ниже уровня естественных шумов,

что в сочетании с остронаправленными антеннами делает пере хват таких сигналов крайне

трудной задачей. Каждый МСТ имеет индивидуальный код, и сообщение получает только тот

МСТ, ко торому оно адресовано. Передаваемые сигналы закодированы, при меняется система

защиты паролем. Так как связь текстовая, систе ма позволяет накладывать любые внешние

шифры. Само постро ение системы, наличие индивидуальных кодов у МСТ, особого кода и

пароля в ЛС исключают возможность для любого посторон него абонента проникнуть в эту

сеть, перехватить какую-либо ин формацию или послать свое сообщение на какое-либо

транспорт ное средство.

2.

Наличие текстовой связи. Использование в системе текстовой связи наряду с обеспечением

конфиденциальности и минимальной стоимости имеет и другие преимущества:

документированность повышает ответственность персонала. Передача тек стового сообщения

не требует обязательного наличия абонента на приемном конце в момент передачи, из-за чего

иногда возникают трудности при голосовой связи. Краткие информативные тексто вые

сообщения (особенно стандартные — макросы) экономят время диспетчера на получение

нужной информации и расходы на теле фонные разговоры.

3.

8. Дистанционный контроль параметров. Дополни тельно МСТ могут оснащаться системами

телеметрии в несколь ких вариантах комплектации для контроля различных параметров

транспортных средств и грузов (температура в рефрижераторах, расход горючего,

несанкционированное вскрытие и т.д.).

9. Сигнал тревоги в чрезвычайной ситуации (ЧС). При возникновении на транспортном средстве

ЧС, когда срочно тре буется помощь (авария, нападение, внезапная болезнь), одним нажатием

кнопки может быть послан сигнал тревоги, сопровож даемый указанием местонахождения

терпящего бедствие. Этот сиг нал дополнительно дублируется по «горячей» линии Центра сис темы.

В АТП и компаниях, где используются системы типа «Евтелтракс», эффективность использования

ПС возрастает на 15 —20 %. Такие результаты обеспечивают прежде всего следующие факторы:

« оптимальное планирование, основанное на имеющихся фрахтах, точном знании местонахождения

и сроков прибытия автомашин;

возможность оперативного управления автомашинами в рейсе в соответствии с меняющейся

обстановкой, в том числе их пере адресация и постановка новых задач;

сокращение времени кругорейса за счет:

а) оптимального управления движением ТС (уведомление гру зоотправителя/грузополучателя о


Стр. 91 из 98 22.03.2011 0:06

точном времени прибытия авто мобиля, что значительно сокращает простой при загрузке/выгруз ке,

заблаговременный заказ по ходу движения диспетчером других ТС и сервисных услуг, оптимизация

маршрута с учетом сведений о дорожной обстановке, помощь в поиске клиента и т.д.);

б) своевременной помощи водителю при возникновении у него затруднений в контактах с

грузоотправителем/грузополучателем, на погранпереходах, при поломках, авариях, различных

конфликт ных ситуациях;

в) отсутствия необходимости сворачивать с трассы и искать те лефон для связи с диспетчером,

простоев на ожидание ответа;

г) исключения несанкционированных простоев и изменений маршрута;

д) возможности для диспетчера связаться с водителем в любое время;

получение большего числа фрахтов, более высокая оплата, так как многие грузоотправители

предпочитают доверить груз той фирме, машины которой оснащены спутниковой системой, по

зволяющей контролировать движение груза (особенно при отправке ценных или опасных

грузов), при этом они готовы повысить опла ту фрахта;

возможность работать на условиях доставки точно в срок, ког да ставки за фрахт значительно

выше, но за несвоевременную подачу машин накладываются большие штрафы. Система

позволяет контролировать процесс перевозки и при возникновении непредвиденных ситуаций

использовать резервы;

возможность работать с перецепкой, используя импортные тягачи и наиболее опытных

водителей для работы за рубежом, а остальной парк — для доставки грузов от границы. С

помощью системы обеспечивается необходимая для такой работы координа ция работы парка

ПС;

экономия горючего и моторесурсов за счет сокращения холо стого пробега и пробега с

неполной нагрузкой, неоптимальных решений, принимаемых водителем самостоятельно при

недоста точной информированности, съездов с трассы для телефонных разговоров, а также

экономия средств, затрачиваемых на сами международные телефонные переговоры;

возможное снижение страховых взносов, так как постоянный контроль за движением

автопоездов существенно снижает риск страховщика.

Это лишь основные факторы. Имеется и множество других, которые позволяют добиться

впечатляющих результатов. Опыт работы как зарубежных, так и российских транспортных

предприятий показывает, что в современных условиях средства, вложенные в систему связи и

управления, приносят прибыли больше, чем средства, вкладываемые в наращивание количества ПС

без таких систем.

К современным средствам координатно-временного определения различных объектов, в том числе

ТС, относятся системы спутникового позиционирования. Спутниковое позиционирование — метод

определения координат объекта в трехмерном пространстве с использованием спутниковых систем.

Особенно важной особенностью данных систем является их интеграция с геоинформационными

системами (ГИС).

Автомобиль, оснащенный таким приемником, перемещаясь по местности, автоматически фиксирует

свои координаты. Может быть осуществлен ввод дополнительной информации. Данные

накапливаются в цифровом виде в соответствующих форматах и могут быть выведены на экран в

целях визуализации и контроля.


Стр. 92 из 98 22.03.2011 0:06

К первому поколению спутниковых систем ОМП можно отнести системы, которые разрабатывались

до 1970-х годов и использовались более двух десятилетий: NNSS (США), ЦИКАДА (СССР). NNSS

(Navy Navigation Satellite System) первоначально предназначалась для ВМФ США. Позже система

получила название TRANSIT; в эксплуатации с 1964 г., в 1967 г. открыта для гражданского

коммерческого использования. В 1970-х годах появились сравнительно малогабаритные приемники

GEOCEIVER, позволившие определять координаты с дециметровой точностью. К 1980 г. многие

тысячи потребителей разных государств мира пользовались услугами этой системы.

Ко второму поколению относятся две системы: GPS (США) и ГЛОНАСС (РФ). GPS (Global Positioning

System) имеет параллельное название NAVSTAR (Navigation Satellite Timing and Ranging). Запуск

спутников первого блока начат в 1978 г. ГЛОНАСС расшифровывается как Глобальная

навигационная спутниковая система. Уже работают приемные устройства, одновременно

использующие и GPS, и ГЛОНАСС.

Орбитальные группировки GPS и ГЛОНАСС состоят из 24 космических аппаратов (КА). КА в GPS

расположены в шести, а ГЛОНАСС — в трех плоскостях, развернутых соответственно через 60° и

через 120°.

Для передачи данных несущий сигнал модулируется по фазе, частоте или амплитуде.

Соответственно модуляция называется фазовой, частотной или амплитудной (ФМ, ЧМ или AM).

В ГЛОНАСС и GPS имеет место особый способ ФМ — манипуляция фазы: в момент смены в коде 0

на 1 или 1 на 0 фаза несущего колебания изменяется на 180°.

В 1970-х годах стали развиваться методы измерения дальностей с использованием радиоимпульсов с

начальными фазами 0 и л, интерпретируемых как 0 и 1. Закономерное чередование нулей и единиц

образует код. Кодовые сигналы воспринимаются как случайный шум. Поэтому их называют

псевдослучайными последовательностями (ПСП) или псевдослучайными кодами (Pseudo Random

Code). Они обладают малой мощностью, однако благодаря строгой закономерности построения их

удается выделить из общего шумового фона даже при помощи миниатюрных антенн. Тем не менее

сигналы должны в несколько раз превышать уровень шума. Важным показателем является

отношение сигнал/шум — SNR (Signal to Noise Ratio). Чем SNR больше, тем лучше.

Поток сообщений каждого спутника состоит из 25 блоков по 1500 бит. Каждый блок разбит на 5

подблоков по 300 бит. Наиболее важные сведения потока сообщений обычно обновляют через

каждые четыре часа. В GPS все спутники работают на одних и тех же частотах, но каждый имеет

свой код (разделение сигналов кодовое).

В ГЛОНАСС все сигналы модулированы одними и теми же кодами высокой точности (ВТ) или

стандартной точности (СТ). Каждый спутник работает на собственных частотах (т. е. разделение

сигналов частотное).

На спутниках эталонные генераторы высокостабильных колебаний одновременно являются

хранителями времени. На борту каждого КА сигналы формируются от четырех цезиевых атомных

стандартов с относительной нестабильностью частоты около 10 -13 в сутки. Передаваемые

радиосигналы несут метки времени. По этим меткам на Земле при помощи станций службы времени

производится сверка временных шкал с государственными эталонами. По ним же синхронизируют

измерения и в аппаратуре пользователей.


Стр. 93 из 98 22.03.2011 0:06

4.2.3. Прикладные программные продукты в области автоматизации учета и анализапроизводственно-финансовой деятельности предприятия

В основу успешного решения задач учета и управления автоперевозками положен комплексный

подход к автоматизации предприятий, сочетающий в себе индивидуальный подход к каждому

заказчику и применение профессионального ПО для полномасштабного функционирования АСУ как

единой системы.

Первые АСУ обеспечивали автоматизированное составление накладных на предметы материально-

технического обеспечения — Bill Of Material (BOM), позднее к началу 1980-х годов — Material

Require Planing (MRP) — планирование потребностей в материалах (для АТП — в запчастях). В 1984

г. приняты основные положения концепции MRP II — Manufacturing Resource Planing. С одной

стороны, использование систем может сократить расходы и время, затрачиваемые на изготовление

продукции, что в свою очередь позволит сократить текущие расходы, запасы незавершенного

производства и получить более высокоприбыльную продукцию, с другой стороны — может помочь

компании организовать более своевременную доставку продукции на рынок и гибко реагировать на

изменение спроса.

На рубеже 1990-х годов с развитием средств телекоммуникаций для сокращения административных

работ и ускорения передачи информации стали применяться интегрированные вычислительные

системы класса ERP — Enterprise Resource Planing (планирование ресурсов в предпринимательстве),

которые сверх возможностей MRP II позволяли планировать все ресурсы предприятия. По сути,

системы такого класса охватывают практически всю деятельность предприятия и автоматизируют ее.

Последним этапом считается DEM — Dynamic Enterprise Modeling. Этот подход основной акцент

делает на реинжиниринг бизнеса, на перестройку бизнес-процессов.

Сейчас на рынке в этом направлении работают все компании-поставщики комплексных систем.

Этому способствуют разработанные технологии компонентного ПО, предлагаемые Microsoft ИЗ

(COM, DCOM) и OMG (CORBA). Такие гиганты индустрии ERP-систем, как BAAN и SAP, покупают

мелкие компании и интегрируют их решения в свои продукты.

К системам класса ERP/MRP II можно отнести: R/3 (SAP), МК (Computer Associates), Baan IV (Baan),

BPCS (SSA), Oracle Applications (ORACLE), MFG/PRO (QAD), Site Line (Symix) и некоторые другие.

Все они имеют примерно одинаковый набор подсистем, более или менее удачно реализованный:

финансы;

производство;

« снабжение и сбыт;

хранение;

техобслуживание оборудования и произведенной продукции. На Западе процесс

распространения КИС производственными

процессами относительно плавен, в России активная автоматизация АТП началась в последние годы.

По некоторым прогнозам, либо отечественные предприятия перейдут на следующий уровень

конкурентоспособности и внедрят у себя ERP-системы (причем достаточно быстро, пока можно

получить инвестиции), либо их ждет банкротство.

В бизнесе имеются три уровня планирования и управления: долгосрочное, среднесрочное,

краткосрочное (или оперативное). ERP-системы занимаются преимущественно двумя последними.


Стр. 94 из 98 22.03.2011 0:06

Задачи долгосрочного планирования — выход на новые рынки или расширение сфер влияния:

строительство нового завода (или цеха), формирование классов продукции (семейство тяжелых

грузовиков, например), общая привязка к источникам сырья и производственным ресурсам региона,

выбор типа производства, разработка технологии и системы автоматизации. Длительность интервала

планирования составляет от 3 до 5 лет.

Задачи среднесрочного планирования — удовлетворение текущего и ближайшего рыночного спроса:

работа по заключенным договорам, незначительные вариации производимой продукции в рамках

имеющейся технологии. Решения на этом уровне — формирование портфеля договоров,

формирование договоров с субподрядными организациями, объемно-календарное планирование,

незначительные изменения технологии, увольнения или наем рабочей силы. Длительность интервала

планирования составляет от 3 до 18 месяцев.

Задачи краткосрочного, или оперативного, планирования — выполнение объемно-календарных

планов, расчет фактической себестоимости, мониторинг производственных графиков. Решения этого

уровня — формирование необходимой для каждодневной деятельности документации (наряды,

приказы, отчеты и т. п.). Длительность оперативного планирования — от нескольких дней до

нескольких месяцев.

Типичные задачи среднесрочного планирования и управления:

общая подготовка и организация текущего цикла (анализ рын ка, маркетинговая деятельность,

разработка модификаций и новых моделей продукции, формирование и анализ портфеля

договоров);

планирование загрузки оборудования, потребностей в сырье и в рабочей силе;

подготовка производства (привлечение средств со стороны, размещение субзаказов и

субдоговоров, закупки комплектующих и сырья, ремонт оборудования, кадровые и социально-

бытовые вопросы, расчет ожидаемой себестоимости);

собственно производство основного продукта (технологичес кая деятельность);

реализация произведенного продукта (продажа, обмен) и рас четы с потребителями и

поставщиками;

анализ прошедшего цикла производственно-хозяйственной деятельности (определение

фактической себестоимости и прибыли);

государственная отчетность;

распределение прибыли (погашение или пролонгирование кредитов, сложность займов и т.п.);

принятие решения о вложении средств (определение объектов и объемов финансирования);

реализация следующего цикла производства.

Задачи, приведенные выше, не обязательно решать автоматизирование и в интегрированной системе.

Поэтому есть много примеров «островной» или позадачной автоматизации на уровне предприятий.

Главный недостаток такой автоматизации ОА — сложность передачи информации от одной задаче к

другой (к скорости и к правильности). Много затрат требует маршрутизация, верификация, доставка

информации в нужное место и в нужное время. Это замедляет и ухудшает качество принимаемых

управленческих решений настолько, что в современных условиях применение позадачнои

автоматизации нецелесообразно. Ведь убыстрение и улучшение качества управленческих процессов

— это одно из важных преимуществ в конкуренции, вид интенсификации деятельности

предприятия. Приходится решать параллельно много задач на основе одной и той же информации, и

требуется определенный темп решения этих задач: например, подводить баланс в течение месяца

недопустимо, так как в результате на этот самый месяц могут быть отложены важнейшие для

предприятия управленческие решения. Поэтому решение указанных выше задач в интегрированной


Стр. 95 из 98 22.03.2011 0:06

среде — насущная необходимость, и именно этим занимаются ERP-системы.

Архитектура ERP-системы представлена на рис. 4.7.

Вся производственная деятельность на предприятии, как правило, территориально распределена,

учитывается централизованно и использует единую информацию. Поскольку, как было указа-

Рис. 4.7. Архитектура ERP-системы

но, эта деятельность разворачивается в рамках среднесрочного и краткосрочного (оперативного)

планирования и управления, регистрацию производственно-хозяйственных операций необходимо

выполнять в течение одной смены.

В общем случае транспортироваться могут не только документы, но и непосредственно показания

приборов и датчиков, причем в реальном масштабе времени. Базовая, покупная ERP-система всегда

«общается» с техническим процессом через людей (давая им задания и регистрируя их отчеты), а не

напрямую. Теоретически можно настроить систему проводок так, что будет учитываться даже,

например, расход энергоносителей при совершении какой-либо операции, в том числе по

выполнению транспортировки продукции. Для этого должен быть заведен соответствующий счет в

плане счетов и описаны необходимые проводки. Конечно, для этого нужны высокопроизводительные

аппаратные и коммуникационные средства. Но важно провести водораздел между классическими

покупными ERP-системами и системами, которые могут из них получиться в результате доработок

(рис. 4.8).

Обычно от фирмы-производителя приходит базовый комплект прикладных компонент, который при

внедрении системы подвергается настройке или, если ее недостаточно, изменению Изменение

компонент контролируется специальной подсистемой управления версиями.


Стр. 96 из 98 22.03.2011 0:06

Рис. 4 8. Структурная схема оперативного документооборота предприятия

Система MRPII постоянно эволюционирует и совершенствуется. В каждый момент времени в

концепциях MRP II/ERP можно условно выделить три слоя.

В первом слое находятся те методы и средства, которые проверены практикой и закреплены в виде

стандартов.

Второй слои составляют достаточно устойчивые, часто применяемые методы и приемы, которые,

однако, не носят обязательного характера. Эти методы и приемы можно обнаружить при более

глубоком анализе функциональных структур. В качестве примеров можно привести методологию

скользящего планирования в MPS/MRP, алгоритмы образования партий в MRP, правила приоритетов

в SFC и др.

Этот слой, жестко не регламентируемый, тем не менее представляет собой довольно стройную

систему взаимосвязанных методов.

К третьему слою идей и методов MRP II/ERP следует отнести то новое, что вносят в свои базовые

системы фирмы-производители программных продуктов. Реализованные на их основе новые ИТ

представляют собой «ноу-хау» фирм-разработчиков. Как правило, именно в этом слое можно

обнаружить значительные отличия в продуктах различных фирм. Некоторые из новых технологий в

состоянии оказывать серьезное влияние на эффективность построения крупных информационных

систем.


Стр. 97 из 98 22.03.2011 0:06

Видное место среди идей и методов систем MRP II/ERP принадлежит специально разработанным

методикам внедрения систем. В западных странах сложилось устойчивое представление о том, в

какой последовательности и какими методами следует внедрять системы типа MRP II/ERP.

Тщательное планирование проектов по внедрению, организация деятельности коллективов, упор на

переподготовку персонала всех уровней (особенно высшего уровня) — вот далеко не полный

перечень условий достижения положительных результатов. Наличие мощной инфраструктуры и

методологии построения систем способствовало в итоге достижению высокого уровня

эффективности при внедрении систем управления типа MRP II/ERP на промышленных

предприятиях. По некоторым оценкам внедрение подобных систем способно привести к

сокращению запасов на 8—30%, росту производительности труда на 8 — 27 %, возрастанию

количества заказов, выполненных в срок, — на 7-20%.

Обновлено 03.02.2011 17:48


Стр. 98 из 98 22.03.2011 0:06

Documents

Лекции АСУ