ПУТЕВОЕ ХОЗЯЙСТВО КАК ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ. 3 Область применения арм ппд
 Скачать 1.4 Mb.
|
|
Проблематика транспортных систем 69 ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС 2006/2 автоматический выбор только тех строк и временных диаграмм, где изме- нялось состояние приборов (реле), аналогично – выбор фрагментов электриче- ских схем, т. е. просмотр схем только заданного маршрута. 3 Область применения АРМ ППД 1. Разработка и сертификация систем на безопасность (проверка отдельных схемных решений проектов системы по эталонной модели, заданной разработ- чиком). 2. Типовое проектирование – проверка проектов на отсутствие ошибок проектировщика при построении электрических схем. 3. Пусконаладочные работы (ПНР) на базе АРМ ПТД и АРМ ППД: генерация программ проверок при ПНР; ведение протокола испытаний при ПНР; автоматизация ПНР для микропроцессорных систем. Заключение Применение моделирования приводит к повышению эффективности про- цессов автоматизированного создания схем и проверки проектной документа- ции на системы электрической централизации при использовании компьютер- ных технологий. Автоматическое создание моделей систем автоматики и теле- механики позволяет решать новую задачу – проверять проекты на соответствие заданию на разработку и на правильность выполнения системой функций. УДК 625.1; 658.012.011.56 В. П. Бельтюков, Л. М. Минаков ПУТЕВОЕ ХОЗЯЙСТВО КАК ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ Рассматриваются основы построения автоматизированных систем управления (АСУ). Приведены соображения по разработке автоматизированной системы управления текущим содержанием пути как составной части автоматизированной системы управле- ния путевым хозяйством. объект управления; автоматизированная система управления; автоматизированное рабо- чее место; путевое хозяйство; текущее содержание пути. Введение Оптимальная организация работы железнодорожного транспорта требует решения целого комплекса сложных задач. В него входят составление плана перевозок, распределение грузопотока, реализация подвижного состава, руко- водство движением поездов, планирование ремонтных и строительно- монтажных работ, содержание инфраструктуры. 70 Проблематика транспортных систем 2006/2 Proceedings of Petersburg Transport University Задачи управления транспортным производством оптимально могут быть решены только в условиях полного функционирования автоматизированных систем управления (АСУ). 1 Путевое хозяйство как объект управления Путевое хозяйство как объект управления – это сложная динамичная сис- тема, состоящая из различных взаимосвязанных элементов. Такими элементами являются конструкции пути, условия его содержания, машины и механизмы, необходимые для его обслуживания и отличающиеся технологическим назна- чением, производительностью, степенью автоматизации, надежностью в экс- плуатации, ремонтные комплекты, материалы верхнего и нижнего строения пу- ти. В систему производства входят тысячи работающих, среди которых люди различных специальностей и профессий, квалификации, стажа работы. Кроме того, элементы системы – это десятки наименований марок материалов и их размеров, видов энергии и топлива, инструмента и приспособлений, производ- ственного и хозяйственного инвентаря. Все элементы производства постоянно меняются [1]. Чтобы путевое хозяйство всегда было готово к выполнению своей основ- ной задачи – обеспечению безопасного и бесперебойного движения поездов с установленными скоростями и осевыми нагрузками – ему должна соответство- вать аналогичная по своей сложности система управления. Система управления – это совокупность объекта управления и органа управления, действие которой направлено на поддержание или улучшение ра- боты объекта. Объектом управления могут быть система текущего содержания пути, уча- сток пути, конструкция пути, составляющие конструкции, бригада рабочих или отдельный рабочий, линейный участок или рабочее отделение, цех или все предприятие. В качестве органа управления рассматривается человек или техническое устройство, управляющее путем, участком пути. Органом управления могут быть бригадир, мастер, начальник участка, административный управленческий аппарат во главе с начальником дистанции пути. Процесс управления независимо от объекта и органа управления осущест- вляется по классической формуле с использованием пяти функций: планирова- ния, организации, контроля, регулирования и учета. Планирование – это определение цели управления и средств ее достиже- ния, составление плана действий. Оно включает прогнозирование развития и моделирование управляемых объектов. Организация – это определение круга работ, намеченных планом, опреде- ление характера взаимоотношений между производственными и управленче- скими подразделениями. Контроль является аналитической функцией. Он проводится непрерывно. В процессе контроля снимаются показания с объекта управления и производит- Проблематика транспортных систем 71 ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС 2006/2 ся необходимый анализ информации о состоянии процессов, происходящих в пути, выявляются отклонения, производится сравнительный анализ. Регулирование – это комплекс операций по устранению возникающих в управляемых системах отклонений. Учет в отличие от контрольно-регулирующих функций, имеющих непре- рывный характер, дискретен. Учет призван концентрировать итоговую инфор- мацию, систематизировать ее, создавать по результатам действия объекта управления информационную базу, являющуюся основой при разработке плана действий системы в последующий период. Информация для управления – то же, что материалы верхнего строения пути и материалы для производства, так как с помощью информации принима- ются управленческие решения, являющиеся так называемым продуктом управ- ленческого труда. Управленческие решения (планы, задания, отчеты, приказы, распоряжения) принимаются руководителями на всех уровнях – от бригадира, мастера до начальника дистанции пути, начальников функциональных отделов и т. д. От правильности управленческих решений зависят результаты труда ра- ботников, осуществляющих текущее содержание. Оптимальность управленческих решений обосновывается определенными критериями, которые должны учитываться в комплексе при выработке и приня- тии решений. Один из них – экономическая эффективность при условии обес- печения безопасности движения поездов: решения должны приниматься с уче- том действия экономических законов и анализа конкретной производственной обстановки. Большое влияние на эффективность управленческого решения оказывает полнота информации об управляемом объекте. Если информации нет или ее не- достаточно, то руководитель либо отложит принятие решения (остановит про- цесс управления), либо заменит отсутствующую информацию субъективными оценками. Еще сложнее принимать управленческое решение, когда информа- ция недостоверна. Недостоверность данных равносильна их отсутствию, а иногда даже и опаснее, так как может создать иллюзию обоснованности решения. Поэтому необходима подготовка нескольких вариантов решения каждого конструкторского, технологического, экономического и хозяйственного вопро- са, их сопоставление и выбор одного – наиболее оптимального, от которого за- висит эффективность производства. Проведение сложных математических расчетов при подготовке вариантов решения и выбор оптимального варианта путем перебора большого их числа возможно осуществить с большей эффективностью только в условиях действия автоматизированной системы управления. АСУ – это человеко-машинная система, обеспечивающая ав- томатизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптими- зации управления в различных сферах человеческой деятельности. Целью создания АСУ на предприятиях является повышение эффективности его произ- водственной деятельности путем достижения качественного решения конструк- торских, технологических, планово-экономических и других производственных 72 Проблематика транспортных систем 2006/2 Proceedings of Petersburg Transport University задач на основе получения достоверной информации и проведения многовари- антных расчетов использования имеющихся ресурсов. Одним из основных назначений АСУ является снятие больших психологи- ческих нагрузок с руководителей, предоставление им всех необходимых дан- ных для принятия обоснованных решений. АСУ не исключает человека из сфе- ры управления, а рационально объединяет способности человека и возможно- сти технических средств, прежде всего ЭВМ. В процессе действия АСУ выполняются следующие функции. 1. Сбор, обработка и дифференцированное распределение информации, позволяющее руководителю видеть не все процессы производства, а только те, которые относятся к его компетенции, его уровню управления. 2. Анализ полученной информации с использованием экономико- математических методов и выработки оптимальных решений. 3. Прогнозирование, составление перспективных планов развития объекта управления. 4. Выполнение перспективных планов развития объекта управления. 5. Контроль выполнения поставленных перед АСУ задач, его учет и ана- лиз. На основе перечисленных функций можно сделать вывод, что создание АСУ на базе использования экономико-математических методов и вычисли- тельной техники вносит коренные изменения в сам процесс управления, осво- бождая управленческий персонал от рутинной работы, переключая их на твор- ческий процесс поиска оптимальных решений. 2 Основные принципы создания АСУ. Классификация АСУ Основные принципы создания АСУ подразделяются на три группы: принципы системного характера; принципы экономико-математического характера; принципы организационно-технического характера. Принципы системного характера 1. Определение объекта управления и органа управления как единой сис- темы и построение ее модели. При построении модели управления выявляются все взаимосвязи между объектом и субъектом управления, определяются цели и критерии функциони- рования объекта, раскрывается весь комплекс технических, экономических и организационных вопросов, определяющих деятельность объекта. 2. Установление объема и частоты подготовки информации, не- обходимой управленческому персоналу для анализа производственно- хозяйственных ситуаций и принятия на его основе управленческих решений. При реализации этого принципа рассматриваются три группы документов, являющихся носителями управленческой информации: Проблематика транспортных систем 73 ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС 2006/2 · документация (титульные списки, планы, задания, распоряжения, при- казы, положения и т. д.), которая в процессе управления изменению не подле- жит, а принимается как основополагающая; · документация, информация которой действует в процессе управления (нормативно-справочная документация, данные учета, контроля, отчеты и т. д.); · выходная документация, характеризующая управленческие решения. 3. Организация единой нормативно-справочной информации, хранящей- ся в памяти ЭВМ, и непрерывное ее обновление. Такая организация нормативно-справочной информации создает единую базу, используемую при проведении различного рода расчетов в процессе управления. Для поддержания данной базы на современном уровне необходимо своевременно отражать и вносить исправления, связанные с изменением со- стояния пути и т. д. Принципы экономико-математического характера 1. Определение приоритета задач управления и очередности их разработки в рамках общей модели управления. Этот принцип раскрывает сам процесс управления и участие в нем челове- ка и ЭВМ, позволяет выявить новые задачи и перспективы развития АСУ. 2. Воссоединение замкнутого контура управления в АСУ. Соблюдение этого принципа означает, что решение любой управленческой задачи должно осуществляться циклично, с четким соблюдением последова- тельно осуществляемых всех функций управления. Принципы организационно-технического характера 1. Приведение организационной структуры аппарата управления в соот- ветствие с моделью системы управления. Реализация этого принципа предопределяет уточнение или разработку но- вой схемы организационной структуры управления, установление основных функций и задач подразделений и работников управленческого аппарата, рег- ламентирует схему взаимодействия подразделений, устанавливает комплекс входной и выходной документации по каждому подразделению. 2. Правовое обеспечение аппарата управления. В соответствии с этим принципом регламентируется деятельность работ- ников в процессе решения задач управления, т. е. определяется круг их прав и обязанностей, намечаются принципиальные линии поведения в условиях неоп- ределенности. Важным правилом правового обеспечения является предупреж- дение всякого рода действий работников аппарата управления, которые могут нанести непоправимый ущерб рассматриваемому объекту или смежным произ- водственным подразделениям. Автоматизированные системы управления подразделяются на два основ- ных типа: АСУ технологическими процессами (АСУ ТП) и автоматизирован- ные системы организационно-экономического управления. В основе такого де- ления лежит объект управления и форма передачи информации об управляемом объекте. 74 Проблематика транспортных систем 2006/2 Proceedings of Petersburg Transport University В АСУ ТП объектом управления служат комплексы «путь + система его содержания», а основной формой передачи информации является сигнал (элек- трический, оптический, механический и др.). В автоматизированных системах организационно-экономического управ- ления объектом управления являются коллективы людей, взаимодействующих с сооружениями и устройствами путевого хозяйства (выполняющие технологи- ческие операции, управляющие оборудованием, обслуживающие его), а также осуществляющие конструкторскую, технологическую, оперативно-плановую и экономическую подготовку производства, технико-экономический анализ и учет производства. Формой передачи информации в этих системах является до- кумент. АСУ ТП – это системы, в которых с помощью вычислительных машин и других технологических средств автоматически выполняется ряд функций по интегрированной обработке производственно-технологической информации с целью оптимального ведения процесса производства при макси- мальном использовании эксплуатируемого оборудования. Создание автоматизированных систем организационно-экономического управления направлено на обеспечение комплексной автоматизации управлен- ческого труда, при которой подавляющая часть информационных потоков хра- нится и обрабатывается на ЭВМ. 3 Автоматизированная система управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ) Автоматизированная система управления железнодорожным транспортом (АСУЖТ) включает в себя несколько подсистем. Подсистемой называется часть автоматизированной системы управления, выделенная по определённому аспекту [2]. В состав АСУЖТ входят общефункциональные (общие для всех отраслей железнодорожного транспорта) подсистемы и отраслевые (специфические для отдельных отраслей) подсистемы. В соответствии с Концепцией информатизации железнодорожного транс- порта в составе АСУЖТ разрабатываются четыре комплекса информационных технологий (КИТ) [3]: КИТ-1 – комплекс информационных технологий управления перевозоч- ным процессом; КИТ-2 – для управления маркетингом, экономикой и финансами; КИТ-3 – для управления инфраструктурой (АСУ-И); КИТ-4 – для управления персоналом и социальной сферой; На рисунке 1 представлено место АСУП в комплексе информационных тех- нологий (КИТ-3). 4 Автоматизированная система управления путевым хозяйством (АСУП) Проблематика транспортных систем 75 ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС 2006/2 Рассматривая автоматизированную систему управления путевым хозяйст- вом [4], можно выделить следующие направления [5]: 1) оперативное управление путевым хозяйством (планирование, выполне- ние, анализ выполнения, последующее прогнозирование); 2) управление ремонтами пути; 3) управление текущим содержанием пути; 76 Проблематика транспортных систем 2006/2 Proceedings of Petersburg Transport University 4) управление сооружениями и устройствами пути; Рис . 1. Комплекс информационных технологий КИТ -3 – упра влени е инфра структурой Проблематика транспортных систем 77 ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС 2006/2 5) управление системой диагностики, контроля состояния пути и сооруже- ний путевого хозяйства; 6) управление парком путевых машин; 7) управление материальными ресурсами; 8) управление объектом управления (околотком, участком, ПЧ); 9) управление смежными функциями (поставки материалов и услуг). Но, как нам кажется, главнейшим направлением исследований, касающих- ся АСУП, является создание системы управления текущим содержанием пути, так как основное назначение текущего содержания – предупреждение появле- ния неисправностей и локальное их устранение. Поэтому данная система в пер- вую очередь должна на основе первичной или входной информации с различ- ных и независимых источников предлагать пути, предупреждающие появление неисправностей, и разрабатывать мероприятия, позволяющие их установить и по возможности их исправить. АСУ ТСП возможно разрабатывать на линейных участках дистанции пути в виде автоматизированных рабочих мест дорожного мастера (АРМ ПД), что отвечает современным требованиям и дает наибольший эффект. На первом эта- пе разработки АСУ ТСП необходимо создать методику организации и сформи- ровать банки данных, в которых будет храниться постоянная и переменная ин- формация об объекте управления (пути и сооружениях), о факторах, действую- щих на путь (эксплуатационных и климатических), а также о предприятиях пу- тевого хозяйства. Банки данных должны стать основой информационно- справочной системы. На этом же этапе на основе информационно-справочной системы возможен частичный или полный переход к электронному (безбумаж- ному) документообороту как внутри одного подразделения, так и между под- разделениями и организациями путевого хозяйства, между различными уров- нями управления. При этом целесообразно разделить АСУ ТСП на две составляющие: производственную – обеспечение надлежащего состояния железнодорож- ного пути в административных границах участка (контроль состояния пути, планирование и выполнение работ текущего содержания пути и т.п.); административно-хозяйственную – управление околотком, как производ- ственным подразделением (управление персоналом – производственным кол- лективом); обеспечение надлежащей технической оснащенности околотка – помещениями, машинами и механизмами, инструментами; учет и отчетность по прочим аспектам производственной деятельности – материальным, энергетиче- ским, финансовым, информационным ресурсам [6], [7], [8]. Эти же составляющие могут отражать и функции начальника участка, до- рожного мастера и т. д. Для реализации идеи распределенного управления необходимо создание для каждого уровня управления и каждой предметной области автоматизиро- ванных рабочих мест (АРМ) на базе профессиональных персональных ЭВМ. Анализируя сущность АРМ, специалисты определяют их чаще всего как профессионально-ориентированные малые вычислительные системы, располо- женные непосредственно на рабочих местах специалистов и предназначенные 78 Проблематика транспортных систем 2006/2 Proceedings of Petersburg Transport University для автоматизации их работ. Для каждого объекта управления нужно преду- смотреть автоматизированные рабочие места, соответствующие их функцио- нальному назначению. Однако принципы создания АРМ должны быть общими: системность, гибкость, устойчивость, эффективность. Согласно принципу системности АРМ следует рассматривать как системы, структура которых определяется функциональным назначением. Принцип гиб- кости означает приспособляемость системы к возможным перестройкам благо- даря модульности построения всех подсистем и стандартизации их элементов. Принцип устойчивости заключается в том, что система АРМ должна выполнять основные функции независимо от воздействия на нее внутренних и внешних возможных факторов. Это значит, что неполадки в отдельных ее частях должны быть легко устранимы, а работоспособность системы – быстро восстановима. Эффективность АРМ следует рассматривать как интегральный показатель уровня реализации приведенных выше принципов, отнесенных к затратам по созданию и эксплуатации системы. Функционирование АРМ может дать численный эффект только при усло- вии правильного распределения функций и нагрузки между человеком и ма- шинными средствами обработки информации, ядром которых является ЭВМ. Лишь тогда АРМ станет средством повышения не только производительности труда и эффективности управления, но и социальной комфортности специали- стов. Для выполнения своих функций по управлению текущим содержанием пу- ти начальник участка или дорожный мастер должен располагать оперативной и достоверной информацией о состоянии железнодорожного пути, получаемой по результатам [6]: · натурных и комиссионных осмотров, проверок пути общественными инспекторами; · проверок пути путеизмерительными средствами; · проверок пути средствами дефектоскопии; · проверок пути и сооружений путевого хозяйства средств контроля и ди- агностики земляного полотна, искусственных сооружений. Существующая схема информационных взаимодействий дорожного мас- тера представлена на рисунке 2. Проблематика транспортных систем 79 ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС 2006/2 Рис. 2. Существующая схема информационных взаимодействий дорожного мастера (на примере Дновской дистанции пути НОД-2 Октябрьской железной дороги) Внедрение АРМ дорожного мастера позволит высвободить около трети рабочего времени дорожного мастера, которое может быть использовано для проведения работ, непосредственно связанных с выявлением и устранением не- исправностей пути [6]. Разработаны и внедряются в эксплуатацию передвижные автоматизиро- ванные нагрузочные комплексы для обследования пути, сооружений и земляно- го полотна. Разработана и принята в промышленную эксплуатацию автоматизирован- ная система использования передвижных средств диагностики с ЭВМ на борту (АСДП) для линейного и дорожного уровня. Автоматизируются выправочно-подбивочные работы, которые составляют основной объем путевых работ текущего содержания. Парк выправочной тех- ники оснащается аппаратно-программным комплексом «Навигатор». Исполь- зуются и бортовые системы производителей путевых машин. Этот комплекс обеспечивает полную автоматизацию рабочих функций выправочных машин (измерение фактического плана и профиля пути, расчеты программы выправки 80 Проблематика транспортных систем 2006/2 Proceedings of Petersburg Transport University и управление рабочими органами, измерение плана и профиля пути после ре- монта, контроль качества выполненной работы с выдачей результатов контро- ля в электронном виде). На сегодняшний день большинство автоматизированных систем функцио- нируют как сетевые версии, используя данные из единой базы данных по путе- вому хозяйству. Заключение После разработки и внедрения автоматизированной системы управления текущим содержанием пути не только снизятся количество выявляемых неис- правностей пути, затраты (и трудовые, и экономические) на предупреждение и устранение неисправностей, но и улучшится качество получаемой информации, что позволит повысить уровень безопасности и эксплуатационной надежности железнодорожного пути. Библиографический список 1. Основы автоматизированного управления предприятием: Учеб. пособие для ву- зов / Под ред. И. М. Макарова. – М.: Высшая школа, 1983. 2. Информационные технологии в путевом хозяйстве: Метод. указ. / Сост. В. П. Бельтюков, В. В. Гниломедов, Н. Н. Качан. – СПб.: ПГУПС, 2004. 3. Концепция информатизации железнодорожного транспорта России (принята По- становлением расширенного заседания Коллегии МПС РФ № 5 от 28.02.96). 4. Автоматизированная система управления путевым хозяйством железнодорож- ного транспорта (АСУ-ПХ): Концепция. Утв. МПС России, 2001. 5. Минаков Л. М. Внедрение информационных технологий в текущем содержании пу- ти // Тез. докл. межвузовской науч.-техн. конф. студентов, аспирантов, молодых ученых: Не- деля науки-2005. – СПб.: ПГУПС, 2005. 6. Разработка технических требований к автоматизированной системе управления текущим содержанием железнодорожного пути на уровне линейного участка: Отчет о НИР№ 466. Рег. номер 4521. – СПб.: ПГУПС, 2005. 7. Автоматизированное рабочее место дорожного мастера АРМ-ПД: Техническое за- дание. – СПб.: ПГУПС, 2004. 8. Бельтюков В. П. Разработка автоматизированного рабочего места дорожного масте- ра дистанции пути // Вестник Днепропетровского нац. ун-та железнодорожного транспорта. – Вып. 2. – 2003. |