АСУ на речном транспорте

             КАЗАНСКИЙ ТЕХНИКУМ НАЗЕМНОГО И ПОДЗЕМНОГО

                                ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                 РЕФЕРАТ

 

 

              на тему:    АСУ НА РЕЧНОМ ТРАНСПОРТЕ

 

 

 

 

 

 

 

         по дисциплине: ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

                                     В ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

 

 

 

 

                                                           

 

 

 

                                                     Специальность: 270203

                                          группа №  СТМ 1011/3

                                          Исп. Строгонов П.В.

 

 

 

 

 

                                                  Содержание

 

 

Введение

Часть 1. Автоматизированные системы управления (АСУ)..

     Часть 2. АСУ на речном транспорте

     Заключение

 

 

 

 

                                                   Введение

 

                                                                          "Транспорт – это ось гравитации страны"

 

                                                                                                              Д.И. Менделеев

 

Существование любого государства невозможно без  развитого  транспорта. Особенно велика роль транспорта для России.

Транспортный комплекс включает в себя:

     1) Железнодорожный транспорт

     2) Автомобильный транспорт

     3) Водный транспорт

     4) Авиационный транспорт

     5) Городской транспорт

 

Для комплексного развития и эксплуатации всех видов транспорта необходимо не только определить общую потребность страны в грузовых и пассажирских перевозок, но и распределить их между видами транспорта и отдельными транспортными направлениями. Выбирая вид транспорта, следует учесть, что основным критерием является достижение минимума затрат общественного труда на доставку груза. На основании данных задания выбор рационального вида транспорта производится по результатам сравнения собственно транспортных издержек по вариантам доставки одного и того же груза, т. е. устанавливается путём расчётов эффективность перевозки груза между двумя пунктами железнодорожным или автомобильным транспортом.

Водный транспорт делится на два вида: внутренний водный транспорт и морской транспорт.

Внутренний водный транспорт (он же - речной) относится к одному из древнейших видов транспорта. Россия обладает большой и разветвленной сетью речных путей и озер. Однако существенную роль он играет либо в тех регионах, где направления основных транспортно-экономических связей и речных путей совпадают (Волжско-Камский речной бассейн в Европейской части России), либо в слабо освоенных регионах с практически полным отсутствием альтернативных видов транспорта (Север и Северо-восток страны).

Речной транспорт располагается в основном в течениях больших рек, главное требование, к которым - судоходность.

Использование речного транспорта ограничивается рядом факторов. Во-первых, в соответствии с географическими особенностями речной транспорт работает преимущественно в меридиональном направлении, обеспечивая грузообмен между северными и южными районами страны. В то же время основные грузопотоки проходят в широтном направлении. Это обстоятельство вызывает необходимость комбинировать виды транспорта, используя смешанные перевозки. Во вторых, речные перевозки носят сезонный характер и ограничены погодными условиями и иногда временем суток.

 

В недавнем прошлом транспорт был единым. Основой этого  составляла общественная  форма  собственности  на  транспортные  ресурсы.  В  связи   с проведением рыночных реформ  и  приватизации  транспортных  средств  понятие единства исчезло. Был  приватизирован  автомобильный,  речной,  авиационный,морской транспорт.

Чрезвычайно важную роль в совершенствовании управления транспортом играет дальнейшее внедрение электронно-вычислительной техники и создание автоматизированных систем управления (АСУ).

 

 

Часть1. Автоматизированные системы управления (АСУ).

 

Автоматизированные Системы Управления (АСУ ) - компьютеризированные системы, способные преобразовывать информацию, производить расчеты, логические операции, с использованием компьютерных сетей и современных информационных технологий. Наибольшее распространение получили в схемах управления производством, транспортом, строительством и другими экономическими процессами.

Одними из главных преимуществ АСУ является снижение, вплоть до полного исключения, влияния так называемого человеческого фактора на управляемый процесс, сокращение персонала, минимизация расходов сырья, повышение качества исходного продукта, и в конечном итоге существенное повышение эффективности производства. Основные функции, выполняемые подобными системами, включают в себя контроль и управление, обмен данными, обработку, накопление и хранение информации, формирование сигналов тревог, построение графиков и отчетов.

В состав АСУ входят следующие виды обеспечений: информационное, программное, техническое, организационное, метрологическое, правовое и лингвистическое

 Основными классификационными признаками, определяющими вид АСУ, являются:

• сфера функционирования объекта управления (промышленность, строительство, транспорт, сельское хозяйство, непромышленная сфера и т.д.)
• вид управляемого процесса (технологический, организационный, экономический и т.д.);
• уровень в системе государственного управления, включения управление народным хозяйством в соответствии с действующими схемами управления отраслями (для промышленности: отрасль (министерство), всесоюзное объединение, всесоюзное промышленное объединение, научно-производственное объединение, предприятие (организация), производство, цех, участок, технологический агрегат).

Функции АСУ  устанавливают в техническом задании на создание конкретной АСУ на основе анализа целей управления, заданных ресурсов для их достижения, ожидаемого эффекта от автоматизации и в соответствии со стандартами, распространяющимися на данный вид АСУ. Каждая функция АСУ реализуется совокупностью комплексов задач, отдельных задач и операций. Функции АСУ в общем случае включают в себя следующие элементы (действия):

• планирование и (или) прогнозирование;
• учет, контроль, анализ;
• координацию и (или) регулирование.

Необходимый состав элементов выбирают в зависимости от вида конкретной АСУ. Функции АСУ можно объединять в подсистемы по функциональному и другим признакам:

   1) Функции обработки информации (вычислительные функции) – осуществляют учет, контроль, хранение, поиск, отображение, тиражирование, преобразование формы информации;

   2) Функции обмена (передачи) информации – связаны с доведением выработанных управляющих воздействий до ОУ и обменом информацией с ЛПР;

   3) Группа функций принятия решения (преобразование содержания информации) – создание новой информации в ходе анализа, прогнозирования или оперативного управления объектом

Виды АСУ:

   1) Автоматизированная система управления технологическим процессом или АСУ ТП— решает задачи оперативного управления и контроля техническими объектами в промышленности, энергетике, на транспорте

   2) Автоматизированная система управления производством (АСУ П)— решает задачи организации производства, включая основные производственные процессы, входящую и исходящую логистику. Осуществляет краткосрочное планирование выпуска с учётом производственных мощностей, анализ качества продукции, моделирование производственного процесса.

В последнее время наметилась выраженная тенденция к интеграции систем категорий АСУ ТП и АСУП ("автоматизированная система управления производством"). При этом комплексная система автоматизации представляет собой трехуровневую пирамиду управления промышленным предприятием:

- Верхний уровень управления предприятием (административно - хозяйственный) решает стратегические задачи, обеспечивает управление ресурсами в масштабе предприятия в целом, включая часть функций поддержки производства (долгосрочное планирование и стратегическое управление в годовом, квартальном, месячном масштабе).

- Интеграционный уровень управления (производственный) решает задачи  оперативного управления процессом  производства, а соответствующая  автоматизированная система обеспечивает  эффективное использование ресурсов (сырье, энергоносители, производственные средства, персонал) и оптимальное исполнение плановых заданий (сменное, суточное, декадное, месячное) на уровне цеха, участка, станка.

- Нижний уровень решает классические  задачи управления технологическими  процессами.

Интеграция АСУП с системами реального времени АСУ ТП обеспечивает оперативность и достоверность информации, на основе которой принимаются управленческие решения на всех уровнях управленческой вертикали.

 

 

Часть 2.  АСУ на речном транспорте.

 

В настоящее время на каждом виде транспорта действуют первые очереди отраслевых автоматизированных систем управления: на железнодорожном — «АСУ-ЖТ», на морском — «АСУ — Морфлот», на речном —«АСУ —речфлот», на автомобильном — «АСУ —автотранс», на воздушном «АСУГА», на трубопроводном— «АСУ — трубопровод» и т. д.

Многие средства и методы автоматизации управления на речном транспорте принципиально не отличаются от подобных средств и методов морского транспорта. Вместе с тем специфика речных путей сообщения предопределяет поиск оригинальных методических и технических решений, особенно при создании систем автоматизации в сфере управления эксплуатационной работой в рамках пароходств. В этой сфере деятельности внимание научных и инженерных сил направлено на создание автоматизированной системы диспетчерского руководства движением судов, которую условно называют «АСУ — диспетчер». Основными задачами диспетчерского аппарата, как известно, являются: составление оперативных планов работы флота (сменного, суточного, декадного) и непосредственное осуществление этих планов. Выполнение этих функций связано, во-первых, с учетом плановых и текущих заданий на перевозки и реальным наличием грузов у клиентуры; во-вторых, со сбором сведений о постоянно меняющейся пространственной дислокации флота и его состоянием (груженый, порожний, под операциями, ограниченно годный, неисправный и т. п.), и, в-третьих, с разработкой собственно оперативного плана действий на соответствующий период, требующий значительного времени. Фактический процесс работы флота диспетчер фиксирует на «графике исполненного движения», бланке «Дислокация флота» и в ряде других документов и книг. Сбор и фиксация большой информации настолько трудоемки, что диспетчер почти непрерывно работает в условиях острого дефицита времени.   
 
Необходимость повышения уровня безопасности и эффективности транспортного процесса на внутренних водных путях (ВВП) России требует постоянного развития и совершенствования технических средств и систем, занятых в данном процессе. Кроме того, все более возрастает потребность в обмене информацией между сторонами, связанными с судоходством по ВВП, в частности, обмен информацией, связанной с безопасностью движения, информацией о грузо- и пассажиропотоках. Получателями такой информации выступают не только органы, регулирующие движение судов по ВВП и на акваториях портов, но и множество коммерческих и некоммерческих организаций, занимающихся агентированием судов, экспедированием грузов, обслуживанием судов и другими операциями. Перед сектором внутреннего водного транспорта сейчас стоит задача связать структурные элементы транспортного процесса единой архитектурой, обеспечивающей определенную совместимость и эффективное взаимодействие.

 Для решения такой задачи одной из наиболее перспективных и конструктивных в настоящее время является триадно-иерархическая инфокоммуникационная технология управления, получившая название «Корпоративные речные информационные системы (КРИС)»

 

Инфокоммуникационные системы речного транспорта:

  а) Корпоративная речная информационная система;

  б) Речная информационная служба.

 

Структурным ядром последних являются «Автоматизированные системы управления движением судов (АСУ ДС)», которые, как об этом свидетельствует опыт таких стран как США, Канада, Россия, страны Европейского союза и др., имеют в своем составе различные современные информационные системы телекоммуникаций и мониторинга: системы УКВ-радиосвязи, транкинговой и сотовой радиосвязи, системы видеонаблюдения и радиолокационного контроля, автоматизированные идентификационные (все более распространяется понятие – информационные) системы (АИС) , информационно-диспетчерские службы (ИДС), в ряде случаев речные региональные спасательно-координационные центры и др. При этом вся структура речной триады КРИС – РИС – АСУ ДС, как правило, бывает погружена в радионавигационное поле ГЛОНАСС/GPS и его подсистемы высокоточных дифференциальных радионавигационных поправок ДГЛОНАСС/ДGPS.

 

Алгоритм функционирования АИС.

В последние 5 – 7 лет значительный интерес у всех специалистов речного транспорта для повышения безопасности и эффективности судоходства на ВВП вызывают возможности информационной технологии рубежа XX – XXI веков типа АИС, ставшей уже неотъемлемой частью речных АСУ ДС. Возникновение технологии АИС можно поставить в один ряд с появлением на морском и речном флоте радиолокационных станций или спутниковой навигации.

Вхождение АИС в состав АСУ ДС предполагает не только наличие на судах и у лоцманского корпуса соответствующих транспондеров, но и, прежде всего, оборудования берегового сегмента, состоящего, в первую очередь, из цепи береговых станций АИС, включающей базовые станции (БС), симплексные и дуплексные репитеры, а также сети передачи данных АИС в структурах АСУ ДС и РИС. При этом для эффективных мониторинга и управления движением судов на ВВП одной из наиболее актуальных задач является создание топологии зон действия БС АИС, адекватной структуре судоходных путей, прежде всего для Единой глубоководной системы (ЕГС) Европейской части России, являющейся ее важнейшей транспортной системой.

В то же время сочетание АИС-инфокоммуникационных технологий с возможностями спутниковой системы связи «Инмарсат» и спутниковой системы радионавигации и связи «Глобалстар» открывают весьма широкие перспективы и являются, по-видимому, единственным разумным направлением для организации эффективных мониторинга высокоточного позиционирования и управления в бассейнах рек Сибири и Дальнего Востока.

 

Проведение фундаментальных и прикладных исследований, а также научно-техническое сопровождение внедряемых дифференциальных систем ККС, в том числе и широкозонных, а также систем АИС как в наземной, так и спутниковой формах реализации являются, как представляется единственно конструктивными и перспективными направлениями внедрения новых инфокоммуникационных технологий для успешного развития речного транспорта России.

 

Автоматизированная радионавигационная система диспетчерского управления речным транспортом (АСУ-Навигация)

   1. Назначение системы.

Диспетчерское управление транспортом, объективный инструментальный контроль и учет выполнения транспортной работы, оперативное определение мест нахождения судна.

 

   2.Технология автоматизированного диспетчерского управления.

   2.1. Технология реализована на базе программных продуктов, разработанных НПП «Транснавигация» под методическом руководством Минтранса РФ.

   2.2. Состав автоматизированных функций диспетчерского управления:

Непрерывный автоматический сбор навигационной информации о местоположении судна с помощью бортовых спутниковых навигационных приемников;

Автоматическое обнаружение и формирование в «горячих окнах» диспетчерской программы информации о всех отклонениях в работе транспортных средств от запланированных параметров транспортного процесса (нарушения графиков движения, уход с запланированного маршрута, отказы оборудования);

Проведение управляющих воздействий диспетчера по регулированию транспортных процессов (изменение интервалов движения, переключения на другой маршрут, изменение режимов движения,  и т.д.);

Обеспечение речевой связи диспетчера с  капитанами судов. Запись в компьютерную базу данных переговоров в эфире и воспроизведение переговоров по запросу за любой прошедший период времени;

Визуальное отображение местоположения судов на видеограмме на схеме маршрута движения в реальном масштабе времени. Запись информации о движении  в компьютерную базу данных и воспроизведение по запросу записанного движения  за любой прошедший период времени с визуальным отображением на электронной видеограмме;

Информирование пассажиров путем вывода информации о движении транспортных средств на остановочные табло в реальном масштабе времени ,  путем получения справок по телефону в Call-центрах;

   2.3. Формирование отчетных данных о работе системы:

Формирование отчетных данных о выполненной работе капитанов судов, работе транспортных средств.

Получение отчетных данных о работе диспетчеров системы (переговоры диспетчеров , проведение управляющих воздействий при регулировании движения).

 

   2.4. Технологическая подготовка процесса перевозок:

Формирование и печать расписаний;

 

3. Варианты состава радионавигационных средств системы.

Устройства подвижных единиц (УПЕ) - мобильные бортовые блоки, устанавливаемые на судах.

УПЕ-1 – радиометка (транспондер RFID) передает информацию устройству контрольного пункта (УКП) о проследования транспортного средства мимо специально оборудованного контрольного пункта УКП-1 в радиусе 50-100 м (нет функции голосовой связи)

УПЕ-2 (на основе использования спутниковой навигации) - передает по запросу центральной диспетчерской станции спутниковую навигации о местоположении судна в любой точке маршрута и обеспечивает возможность переговоров судоводителей и диспетчеров в любой точке маршрута в радиусе до 35 км, в зависимости от типа применяемой радиостанции; включает: УКВ- радиостанцию, контроллер, модем, приемник спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS или GPS   Полнофункциональный спутниковый навигационный блок на УКВ-радиосвязи

УПЕ-3 (на основе использования спутниковой навигации и сотовой связи) - передает в диспетчерский центр спутниковую навигации о местоположении судна в любой точке маршрута и обеспечивает возможность переговоров судоводителей и диспетчеров в любой точке маршрута в зоне покрытия GSM / GPRS; имеет возможности обмена текстовыми сообщениями; включает: GSM / GPRS-терминал, контроллер, приемник спутниковой навигации ГЛОНАСС/GPS или GPS

Полнофункциональный спутниковый навигационный блок на сотовой связи стандартов GSM (GPRS, SMS)

Электронные остановочные табло пассажиров. На информационных табло пассажиров в реальном масштабе времени непрерывно с интервалом не более 1-й минуты отражается информация из вычислительного комплекса автоматизированной системы управления речным транспортом о фактическом времени прибытия в данный порт и убытия из порта судов.

Вся применяемая радиотехническая и навигационная аппаратура имеет Российские сертификаты соответствия. Основные технические и технологические решения отрабатывались при внедрении систем в городах Брянск, Краснодар, Сочи, Казань, Волгоград, Волжский, Сургут, Норильск, Якутск, Тула, Саратов, Ярославль, Архангельск, Кемерово, Москва (для 5-ти парков) и т.д., всего более 50 систем.

 

 

Заключение

В данной работе я рассмотрел основные автоматизированные системы на  речном транспорте:

1. АСУ- Диспетчер
2. АСУ-Навигация
3. АСУ ДС

  Данные АСУ позволяют эффективно решать задачи перевозочного процесса,  обеспечивая безопасность движения флота, бесперебойную связь между всеми подразделениями речного транспорта.

За последние годы специалистами — научными работниками транспорта выдвинут и обоснован ряд новых направлений и целых систем в организации планирования и управления на транспорте. Вместе с тем многие проблемы взаимодействия видов транспорта еще не решены. Поэтому необходимы дальнейшие исследования, а главное, практические шаги по претворению в жизнь разработанных и проверенных рекомендаций.

 

 

Литература

 

1. Бутов, А.С. АСУ — средство управления флотом / А.С. Бутов // Речной транспорт. - 1977. - № 7.
2. Макконнел, С. Сколько стоит программный проект / С. Маконнел. - СПб.: Питер, 2007.
3. Федюшин, В.М. Автоматизированные системы управления речным транспортом // В.М. Федюшин, Ю.И. Платов. Горький, ГИИВТ, 1984.
4. Есин, А.И. Автоматизированное рабочее место «Теплотехник» / А.И. Есин, А.Ю. Платов // Наука и техника на речном транспорте / ГУП ЦБНТИ Минтранса РФ. - М., 2000.