Лекция 8. Автоматизированная система диспетчерского управления перевозками на железных дорогах РФ на базе центров управления
 Скачать 215 Kb.
|
|
Лекция 8 на тему: «Автоматизированная система диспетчерского управления перевозками на железных дорогах РФ на базе центров управления» Структура диспетчерской системыК основным, относительно самостоятельным, элементам структуры АСУ перевозочным процессом на железных дорогах страны в настоящее время относятся:
Центры управления перевозками ОАО «РЖД» и железных дорог являются важнейшим элементом автоматизированной системы управления перевозками грузов и пассажиров (АСУП) и призваны повысить качество оперативно-диспетчерского руководства перевозочным процессом на сети российских железных дорог. Управление перевозочным процессом строится по принципу сквозных информационно-управляющих технологий, направленных от ЦУП ОАО «РЖД» через дорожные ДЦУ (ЕДЦУ) и ЦУМР отделений (на некоторых дорогах – ОЦ линейных районов) до рабочих мест линейных подразделений, выполняющих те или иные операции перевозочного процесса. Сквозные информационно-управляющие и аналитические технологии должны обеспечить единство управления перевозочным процессом сверху донизу, с соблюдением условий заказа на перевозки и минимизацией эксплуатационных затрат на их выполнение. Состав сквозных технологий постоянно расширяется. Общая структура построения сети центров управления и ее место в АСУП приведены на рис.1  Рис.1. Структура сети ЦУПов Центральным звеном системы являются построенные по единому принципу серверы сетевого и дорожных центров управления, на которых реализуются комплексные оперативные модели перевозочного процесса и решаются прикладные задачи управления перевозками для оперативно-диспетчерского персонала, руководства ОАО «РЖД», железных дорог, отделений и других пользователей (рис. 2).  Рис.2. Схема построения единого информационного пространства управления перевозочным процессом на полигоне дороги Основной поток информации об операциях с объектами перевозочного процесса – отправками грузов, вагонами, поездами, локомотивами, бригадами; и т.п. – формируется в автоматизированных системах линейного уровня через сетевой и дорожные информационно-вычислительные центры. Система сбора информации о продвижении поездов в масштабе реального времени зарождается в системах автоматизированного управления движением поездов (САУДП) на участках и в узлах путем съема сигналов с линейных пунктов систем диспетчерской централизации (ДЦ) или микропроцессорных систем ДЦ или диспетчерского контроля (ДК). Далее информация через серверы САУДП и ДЦУ дороги поступает в дорожные (ИВЦ) и сетевой (ГВЦ) вычислительные центры. Первичное соединение этой информации с данными о характеристиках поезда (индекс, вес, длина, повагонный состав и т.п.) происходит на уровне дорожного ДЦУ в АРМ ДГЦ, ДГЦУ участков и узлов. Весь обмен информацией между САУДП и ДЦУ железной дороги осуществляется через специальный шлюз. Необходимость применения данного шлюза определяется требованиями безопасности движения: сеть САУДП, через которую вводятся управляющие команды диспетчеров, должна быть недоступной для других пользователей, включенных в общую вычислительную сеть дороги. При этом реализуется специальный интерфейс, обеспечивающий обмен согласованной информацией между САУДП и сервером дорожного ДЦУ. Этот интерфейс предусматривает передачу:
Особого внимания требует организация взаимодействия сети центров диспетчерского управления перевозками и систем СИРИУС, АСОУП, ДИСПАРК и других, которые обеспечивают сбор оперативной информации обо всех операциях с вагонами и ведение взаимоувязанных дорожных и сетевой моделей различного вида. При этом следует учитывать что в системах СМРИУС и ДИСПАРК решаются сеансовые задачи анализа использования вагонов, регулировки и другие, требующие больших вычислительных ресурсов и не имеющие жестких ограничений по времени решения. 2 Основные функции и задачи ЦУП и ДЦУ дорогСеть диспетчерских центров управления на основе собранных через информационно-управляющие, справочные системы и САУДП данных представляют наглядную информацию о перевозках в различных разрезах с жесткими ограничениями по времени, т.е. в режиме настоящего времени для удовлетворения этих требований в рамках серверов центров управления ведутся оперативные модели и графический интерфейс пользователя по работе с этими моделями. Основные задачи управления перевозками, решаемые системой диспетчерских центров управления
ЦУП ОАО «РЖД» обеспечивает управление перевозочным процессом в пределах сети железных дорог РФ и взаимодействие с железными дорогами сопредельных государств. Основные задачи ЦУП:
ЦУП ОАО «РЖД» информационно и технологически связан с дорожными ДЦУ, со всеми отраслевыми предприятиями, причастными к перевозочному процессу, и возглавляет их работу. ЦУП объединяет работу руководящего состава ОАО «РЖД», сотрудников департаментов: управления перевозками, пассажирских перевозок, локомотивного и вагонного хозяйств, грузовой и коммерческой работы, информатизации и связи, электроснабжения, сигнализации, пути, планово-экономического, финансового, ГВЦ. На ЦУП ОАО «РЖД» возлагается реализация Компьютерных технологий управления перевозочным процессом в целом, в том числе:
В состав ЦУП ОАО «РЖД» входят (рис.3):
  Р  ис.3. Существующая организационная структура ЦУП ОАО «РЖД»Состав диспетчерского персонала ЦУП может изменяться по мере развития его функций. Диспетчерский центр управления перевозками железной дороги (ДЦУ, ЕДЦУ) обеспечивает управление перевозочным процессом в пределах полигона железной дороги. Его основные задачи:
ДЦУ железной дороги информационно и технологически связан с ЦУП ОАО «РЖД», соседними дорожными центрами и ЦУМР отделений дороги (на некоторых дорогах – опорными центрами линейных районов), со всеми отраслевыми предприятиями, обеспечивающими работу инфраструктуры Железной дороги, с крупными отправителями и получателями грузов. В ДЦУ дороги сконцентрированы поездные диспетчеры всех участков, входящих в состав дороги (на некоторых дорогах диспетчерский персонал отделений оставлен на месте, например, на Мурманском отделении Октябрьской ж.д.). На дорожный ДЦУ возлагается реализация технологий управления перевозочным процессом в пределах дороги, являющихся естественным продолжением сетевых технологий ЦУП с их детализацией (вплоть до управления движением каждого поезда) и дополнением управления местными для дороги перевозками, в том числе следующие задачи:
Выполнение перечисленных функций напрямую связано с реализацией регионального уровня сквозных информационно-управляющих технологий. В состав дорожного ДЦУ входят:
Состав диспетчерского персонала ДЦУ дороги может изменять в зависимости от особенностей полигона управления и по мере развития концентрации и автоматизации оперативного управления (рис.4, 5).  Рис.4. Организационная структура ДЦУ Горьковской железной дороги  Рис.5. Структурная схема ДЦУ Октябрьской железной дороги При укрупнении диспетчерских кругов следует выполнять расчеты ожидаемой загрузки ДГЦ, ДГЦУ в соответствии с отраслевой методикой, утвержденной в 1999г., «Типовыми требованиями к ЕДЦУ перевозками». В любом случае, каждая функция управления, начинаясь с сетевого диспетчера ЦУП ОАО «РЖД», должна иметь продолжение у того или иного диспетчера дорожного ДЦУ. Центр управления местной работой (ЦУМР) руководит перевозочным процессом в пределах отделения железной дороги (иногда – дирекции). Его основные задачи:
ЦУМР фактически является удаленным подразделением дорожного ДЦУ. Основное его назначение – руководство местной работой на полигоне отделения. Работа ЦУМР существенно зависит от специфики, особенностей района управления. В состав ЦУМР должны входить:
В зависимости от местных условий состав диспетчерского персонала ЦУМР может отличаться от указанного. 3 Информационное обеспечение ЦУП ОАО «РЖД» и ДЦУ дорогФункционирование сети диспетчерских центров основывается на единой комплексной дорожно-сетевой оперативной модели перевозочного процесса (ОМПП). Последняя собирает и хранит данные о каждом объекте и наборе операций с ним, совершаемых в текущие и предыдущие (отчетные) сутки. В ОМПП отражаются данные обо всех поездах (как прямых, так и местного сообщения), а также данные о пассажирских поездах с детализацией сведений по всем раздельным пунктам (ДЦУ железной дороги) и по станциям формирования/расформирования, стыковым пунктам между дорогами, основным техническим станциям ЦУП ОАО «РЖД»). Осуществляется фиксация всех операций с поездами: изменение индекса поезда, «бросание», объединение/разъединение, изменение составов на основных технических станциях и участках между ними. На уровне сети в ОМПП не ведется полная локомотивная модель. Отражаются только данные о локомотивах и бригадах, следующих с поездами, и вся информация о локомотивах, работающих на участках обращения, охватывающих 2 и более дороги. В модели присутствует информация обо всех вагонах, находящихся на российских железных дорогах, а также о российских вагонах на территории других государств. По каждому вагону в режиме реально времени отражаются операции
В серверах ЦУП и ДЦУ ведутся базы заказов на отправление грузов (копируются в реальном времени из серверов ЦФТО, ДФТО) и базы планируемой погрузки судов и подхода грузов из-за границы и с других видов транспорта. Нормативная база данных сети ЦУП включает массивы описания полигона сети железных дорог с параметрами экономической оценки себестоимости перевозок по отдельным участкам, действующие план формирования и график движения и т.п. Для решения технологических задач в диспетчерских центрах формируется 3-уровневая схема сети железных дорог (модель, внешние представления и база данных), состоящая из следующих компонентов:
В рамках работ по созданию сети диспетчерских центров реализован развитый графический интерфейс пользователя. Так, для управления поездной работой реализованы схемы ведения графика исполненного движения (ГИД) с привязкой к ним большого числа прикладных задач (АСУ ГИД «УРАЛ-ВНИЖТ»). Для управления грузопотоками и вагонными парками отрабатывается схема работы через электронные карты. 4 Программно-технический комплекс ЦУП ОАО «РЖД» и ДЦУ дорогЦУП ОАО «РЖД» и дорожные ДЦУ построены на едином программно-техническом комплексе (ПТК). На него возлагаются следующие функции:
ПТК обеспечивает информационное взаимодействие ЦУП со всеми ДЦУ дорог и ДЦУ соседних дорог друг с другом, а также со следующими системами:
ПТК позволяет снабжать информацией пользователей по технологии удаленного доступа. Однотипность программно-технологических комплексов позволяет ДЦУ железных дорог совместно и во взаимодействии с ЦУП ОАО «РЖД» решать задачи управления перевозками в масштабах и интересах отрасли, обеспечивает устойчивость работы всей системы, а также упрощает механизм и процесс программного и информационного обеспечения сети диспетчерских центров. ПТК имеет три основные составляющие:
5 Принципы построения ПТК ЦУП ОАО «РЖД» и ДЦУ дорогОдним из основных принципов построения ПТК является реализация клиент-серверной технологии. Это даст возможность все наиболее емкие вычислительные процедуры реализовать на центральном высокопроизводительном вычислительном комплексе, а клиентской части ПТК оставить функции отображения выходной информации. Данный принцип упрощает организацию процесса сопровождения программных продуктов, их развития, корректировки и доработки – без какого-либо заметного для пользователя прерывания информационного обеспечения технологического процесса. Другим важным принципом является модульное построение программного обеспечения (ПО). В частности, в ПО сервера базы данных и сервера приложений входят модули:
Модульный принцип позволяет упростить создание, ведение и развитие комплекса ПО. Третий принцип – возможность ПО работать с различными коммуникационными протоколами (ТСР/IР, STDР, IВМ МQSeries). Он позволяет учитывать наличие уже действующих на железных дорогах ПТК диспетчерских центров, которые были созданы разными творческими коллективами, использующими для целей коммуникации различные протоколы обмена с АСОУП, с системами автоматизированного управления движением поездов на участках и в узлах, с автоматизированными системами линейных подразделений. Четвертый принцип – максимальное использование стандартных инструментов (СУБД, сетевые протоколы, средства построения интерфейсов, доступ к данным). Это позволяет сократить время разработки за счет уменьшения периода отладки, а также сделать акцент на создании специализированных составляющих ПО, непосредственно отвечающих запросам потребителя. Пятый принцип – возможность работы программного комплекса с существующей версией АСОУП и с версией АСОУП-2, построенной на базе DВ2 для ОS/390. Платформой для создания клиентских рабочих мест является Windows 2000, NT с использованием WinЗ2 АР1. Это позволяет обеспечить удобный и привычный интерфейс пользователям. Кроме того, реализуется многопоточная обработка информации. Для организации хранения и обработки информации применяется платформа SQL СУБД (выделенные серверы баз данных). Ее основой является принятый международный стандарт накопления и обработки корпоративных данных масштаба предприятия, быстрые средства разработки приложений (RAD) и унифицированные средства подготовки отчетов. В качестве сетевого протокола используется ТСР/IР, что обеспечивает масштабируемость сетей, коммуникаций, удаленного доступа, независимость от применяемой клиентской платформы, а также широко масштабное применение Интернет-технологий. 6 Состав аппаратных комплексов ЦУП ОАО «РЖД» и ДЦУ дорогЦУП ОАО «РЖД». Аппаратный комплекс представляет собой двухсерверный кластер из серверов Brand Name, работающих по схеме 24 ч в день/365 дней в году. Каждый сервер имеет следующие характеристики:
Общая подсистема памяти:
Собственно стойка:
ДЦУ дорожного уровня. Аппаратный комплекс представляет собой двухсерверный кластер из серверов Brand Name, работающий по схеме 24 ч в день/365 дней в году. Каждый сервер имеет следующие характеристики:
Общая подсистема памяти:
Собственно стойка:
7 Оценка затрат и эффективности создания ЦУП ОАО «РЖД» и ДЦУ дорогРасходы на создание сети диспетчерских центров управления (отраслевой ЦУП и верхний уровень ДЦУ ж.д.) в материалах сетевой «Программы создания и внедрения системы взаимоувязанных ЦУП дорожно-сетевого уровня на российских железных дорогах» 1999 г. оценивались примерно в 330 млн. руб. с включением затрат на разработку и внедрение программных средств около 173 млн. руб., инвестиций в закупку ПТК для ЦУП МПС и ДЦУ железных дорог – около 155 млн. руб. При этом не учитывались затраты на создание САУДП на диспетчерских участках. Доходная часть, в том числе экономия эксплуатационных расходов, определялась по следующим составляющим эффективности и в следующих размерах:
Кроме того, оценивалось положительное влияние нескольких факторов. Концентрация управления: позволяет снизить отрицательное влияние неравномерности перевозочного процесса. Величина снижения оценивалась в 0,2 – 0,3% по дорожным ДЦУ и 0,1 – 0,2 % по ЦУП ОАО «РЖД». Регулировочные мероприятия позволяют реализовать примерно 50% этой величины при оценке потребного парка подвижного состава. Соответственно снижение потребности в вагонах и локомотивах при функционировании ЦУП принималось равным 1,5 – 2,5% от рабочего парка. Управление конкретной перевозкой (поотправочно): позволяет снизить потери от нарушения сроков доставки грузов, их несохранности на 20 – З0% (остальные издержки в продвижении вагонов носят объективный характер из-за технических и технологических сбоев). Повышение оперативности устранения последствий отказов: наличие в дорожных и сетевом центрах оперативных работников всех хозяйств позволяет более оперативно устранять последствия отказов и планировать технологические окна, что не только ускоряет продвижение грузов, но и снижает потребность в подвижном составе. Благодаря этому потери по срокам доставки снизятся примерно на 10 – 15 %, а потребность в подвижном составе – на 0,5– 0,7 %. Улучшение баланса выплат за пользование вагонами в пользу российских железных дорог: наличие диспетчеров по вагонам стран СНГ в ЦУП и ДЦУ дорог позволяет значительно усилить контроль за правильным использованием вагонов различных собственников и снизить штрафные санкции за нарушение международных правил. Ориентировочно, суммарный усредненный экономический эффект по ЦУП оценен в 109 млн. руб. Соответственно, ожидаемый срок окупаемости определен в З – 4 года. Каждая железная дорога ежегодно выдвигает и специальными расчетами обосновывает инвестиционные проекты в развитие автоматизации управления перевозками – на уровне дороги, районов управления, диспетчерских участков. Эта работа требует соответствующего методического обеспечения. |