Методы эффективной организации и ведения специализированного информационного и программного обеспечения АСТПП с распределенной структурой тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Смолин, Павел Александрович

• Смолин, Павел Александрович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Смолин, Павел Александрович

Введение

Глава 1. Организация процессов диагностики и ремонта автодорог.

1.1. Общая структура.!.

1.2. Задачи и организация процессов диагностики состояния автомобильной дороги.

1.3. Ручные методы проведения паспортизации дорог.

1.4. Автоматизированные методы проведения паспортизации дорог.

1.5. Существующие методы определения дефектов дороги по результатам паспортизации.

Глава 2. Методы создания информационного обеспечения для задач организации АСТПП по ремонту дорог.

2.1. Анализ данных, получаемых при проведении автоматизированной паспортизации автодорог.

2.2. Обработка информации, полученной ПД/1.

2.3. Автоматизация проведения работ по планированию ремонта на основе автоматизированной паспортизации.

2.4. Задачи, решаемые АСТПП.

Глава 3. Модели и алгоритмы функционирования АСТПП.

3.1. Оптимизация процессов функционирования АСТПП при организации ремонтных работ.

3.1.1 Анализ зависимости коэффициента эффективности транспортного процесса от изменения времени простоя под погрузочно-разгрузочными операциями.

3.1.2 Математическая модель оптимизации .перевозок дорожно-строительных материалов.

3.2. Математическая модель планирования ремонта.

3.2.1 Определение количества материалов для проведения ремонтных работ.

3.2.2 Определение количества рабочих для проведения ремонтных работ.

3.2.3 Определение количества техники для проведения ремонтных работ.

3.3. Оптимизация ремонта или реконструкции дороги.

Глава 4. Комплекс программно-аппаратных средств АСТПП.

4.1. Многоуровневая структура технических средств АСТПП распределенного типа.

4.2. Структура и задачи комплексов вычислительных средств.

4.3. Организация связи в многоуровневой АСТПП распределенного типа.

4.4. Преобразование исходной информации о дефектах на дорогах для использования в АСТПП.

4.5. Структура и алгоритмы АСТПП.

4.6. Алгоритм вычисления и минимизации расстояний движения автотранспорта для перевозки.

4.7. Типовая структура аппаратных средств МП-системы.

4.8. Структура программных средств АСТПП.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы эффективной организации и ведения специализированного информационного и программного обеспечения АСТПП с распределенной структурой»

На современном этапе развития науки и техники современные крупные промышленные объекты и сооружения представляют собой сложные территориально-распределенные или линейно протяженные объекты. Автомобильная дорога является ярким примером линейно-протяженного объекта. На стадиях строительства, ремонта и модернизации возникают множественные удаленные производственные связи с предприятиями и организациями различных отраслей. Наиболее распространенным методом организации информационного обеспечения таких объектов и сооружений, а также их производственных связей является бумажный документооборот, иногда с частичным ведением электронной документации[1]. Такая организация оказывает губительное влияние на способность системы быстро реагировать на изменения внешней среды и обратных связей внутренних элементов системы. Также бумажный документооборот не позволяет системе осуществлять оперативный обмен информацией и формировать управляющие сигналы в режиме реального времени. Низкая эффективность подобного метода организации информационного обеспечения приводит к принятию неверных решений, ошибкам в технологических процессах, повышенным расходам финансовых и материальных ресурсов, увеличению времени и трудоемкости выполнения работ.

Качественный уровень планирования и управления производственными работами при обслуживании и ремонте территориально протяженных, объектов определяется в первую очередь эффективностью управления технологическими процессами и производствами, концентрацией и технологической специализацией проектных и производственных организаций, организационной и технологической подготовкой промышленного производства, оперативно-диспетчерским управлением транспортирования необходимых грузов и ходом создания протяженных объектов [3].

Высокий уровень автоматизации указанных мероприятий способствует интенсификации промышленного производства, снижению затрат на предпроектные исследования, проектирование сложных объектов, их монтаж, эксплуатацию, их ремонт и восстановление, обеспечивая значительный экономический эффект. Однако еще больший эффект может быть получен в результате комплексной автоматизации управления производственными работами - при представлении процессов ремонта, планировании потребности в материалах и комплектующих изделиях, их транспортировки на объекты, планировании потребностей в рабочей силе и технике, а также организации работ непосредственно на объектах - в виде единой технологической цепи взаимосвязанных подсистем. Необходимость и эффективность информационной поддержки комплексной автоматизации управления единым технологическим процессом обеспечения ремонта, в том числе магистральных, региональных и местных автодорог и автодорожных сооружений как городского, местного, так и междугороднего назначения не вызывает сомнения [6].

Создание методов и средств автоматизации процессов технической подготовки производства, организации и управления производственными работами в виде взаимосвязанного комплекса задач проектирования ремонтируемых объектов, перспективного (стратегического) планирования потребности, отгрузки, транспортировки и использования на объектах материалов и комплектующих изделий является актуальной задачей. Технологический процесс производства ремонта автодорожных объектов является комплексным процессом, в который входит и подпроцесс планирования и обеспечения производства работ (ОПР) 4 на протяженных объектах. Особое значение этой системы обусловлено тем, что от результатов её работы зависят и качество ремонта автодороги и эффективность технологического процесса ремонта автодороги в целом, включая его ритмичность, а, следовательно, и выполнение установленных сроков (как правило, весьма сжатых).

Инновационным подходом может стать создание автоматизированной системы технической подготовки производства (АСТПП) по организации ремонта автомобильных дорог. Данная система может обеспечивать связь и управление всеми элементам, участвующими в ремонтном процессе. Под элементами могут подразумеваться как компоненты промышленного производства, так и отдельные предприятия или организации, управляемые АСУП более низкого уровня. Применение единых открытых форматов данных, сквозной программно-аппаратной совместимости и организация единой электронной технической документации, определяющей управление и регулирование технологическим процессом, с хранением всей информации в единой базе данных позволит поднять все показатели эффективности распределенного производства до современного уровня.

Цель и основные задачи исследования.

Целью является исследование методов и алгоритмов эффективной организации и ведения информационного и программного обеспечения автоматизированной системы технической подготовки процессов ремонта дорог.

Задачи исследования:

Исследование современной организации процессов по диагностике состояния автомобильной дороги.

Анализ и разработка структуры системы технической подготовки по производству ремонта дороги на основе данных автоматизированной паспортизации.

Разработка методов и структуры эффективной организации соответствующей АСТПП.

•Исследование и построение алгоритмов функционирования системы. Разработка методов и алгоритмов автоматизированного определения потребностей в строительных и дорожных материалах, рабочей силе, транспорте и технике

Организация оптимальных маршрутов доставки материалов и техники к местам ремонта и реконструкции дороги

Научная новизна состоит в том, что автором предлагается новая структура информационного обеспечения задач АСТПП при организации ремонта на автомобильных дорогах, использующая результаты автоматической паспортизации дорог.

Предложены автоматизированные методы организации процессов подготовки ремонта на конкретных участках автомобильной дороги, включая рекомендации по использованию имеющихся в наличии технических производств ремонтных материалов, техники и рабочих бригад.

Разработаны соответствующие математические модели и алгоритмы.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Смолин, Павел Александрович

Выводы:

1. Исследования показали, что комплекс технических средств АСТПП должен представлять собой сложную многоуровневую систему, которая включает в себя большое количество разнородных объектов.

2. Организация взаимодействия объектов различных уровней АСТПП может быть реализована только с помощью современных ЭВМ с развитым математическим обеспечением, объединенных в локальную вычислительную сеть с несколькими уровнями,

3. Обработка результатов паспортизации происходит по участкам в покилометровом режиме. Для текущего участка \Л/(Ы+1*П) вычисляются отклонения от паспорта дороги, строится линейный график и вычисляются обобщенные показатели состояния участка дороги.

4. Разработаны алгоритмы функционирования системы, реализующие выбор и планирование мероприятий по ремонту, построение оптимизированных маршрутов перевозок ремонтных материалов и оборудования.

5. Предложена организация программного обеспечения в виде структуры интернет-магазина, в котором реализованы алгоритмы функционирования АСТПП, а объекты ремонта и поставщики являются клиентами.

Заключение

Диссертационная работа посвящена актуальной проблеме построения и практической реализации методов и алгоритмов технической подготовки к организации ремонта автодороги на основе данных автоматизированной паспортизации.

6. Выполнен анализ современной организации процессов по диагностике состояния автодорог.

7. Разработана структура АСТПП распределенного типа по планированию ремонта дорог.

8. Предложены эффективные методы организации информационного обеспечения соответствующей АСТПП.

9. Разработаны математические модели решения задач АСТПП.

99

10. Исследованы и разработаны алгоритмы функционирования системы.

11. Разработана структура программно-аппаратного комплекса для решения задач АСТПП.

12. Получен акт о внедрении результатов выполненных исследований от ООО «Трансстромсервис».

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Смолин, Павел Александрович, 2011 год

1. Автушко В.П. Автоматика и автоматизация производственных процессов. М.: Высшая школа, 1985.

2. Александриди Т.М. Автоматизация проектирования цифровых устройств: уч. пос. М. МАДИ, 1983.

3. Александриди Т.М. Некоторые вопросы. выбора структуры многоканального цифрового регулятора. // Автоматика и телемеханика №2.-М., 1968.

4. Александриди Т.М., Исаев Ю.Ю., Использование компьютерных технологий при- оценке состояния автомобильных дорог. // Вестник МГУПИ. Сб. науч. тр. МГУПИ М.: МГУПИ, вып. 18 2009.

5. Александриди Т.М., Исаев Ю.Ю., Методы автоматизации измерения и обработки геометрических характеристик автомобильных дорог // Вестник МАДИ (ГТУ). Сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). М.: МАДИ (ГТУ), вып. 7 2006.

6. Александриди Т.М., Исаев Ю.Ю., Программное и аппаратное обеспечение паспортизации автомобильных дорог дорог // Перспективные технологии управления в автотранспортных системах. Сб. науч. тр. ФУ. М.: МАДИ (ГТУ), 2009.

7. Александриди Т.М., Матюхин Н.Б., Алгоритмы диагностики в процессе пусконаладочных работ в корпоративных сетях. Инновационные технологии в.науке, технике и-образовании. // Сборник трудов международной научно-технической конференции. М.: МГУПИ, 2007.

8. Александриди Т.М., Матюхин Н.Б., Математическая модель поиска неисправностей в вычислительных системах. // Вестник МАДИ (ГТУ), №1 2008.

9. Александриди Т.М., Матюхин Н.Б., Реализация физических линий связи в локальных вычислительных сетях. // Интегрированные технологии автоматизированного управления. Сборник научных трудов. М.; МАДИ (ГТУ), 2005.

10. Ю.Богомолов A.M., Твердохлебов В.А. Диагностика сложных систем. Киев: Наукова думка, 1974.

11. И.Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука,1978.

12. Бутрименко A.B. Разработка и эксплуатация сетей ЭВМ. М.: Финансы и статистика, 1981.

13. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Высшая школа,1999.

14. Вихров Н.М., Гаскаров Д.В., Грищенков A.A., Шнуренко A.A. Управление и оптимизация производственно-технологических процессов // Под ред. Д.В. Гаскарова. СПб.: Энергоатомиздат, 1995.

15. Воробьев В.А., Васьковский A.M. Автоматизация технологических процессов землеройных машин и связанной с ними строительной техники.// Изв. вузов. Строительство. 1993. №2, с. 60-67.

16. Воробьев В.А., Надиров А.Г. Оптимизация процесса дробления каменных строительных материалов на основе математической модели.// Изв. вузов. Строительство. 2001. №6, с. 4851.

17. Гнеденко Б.В., Коваленко.И.Н. Введение в теорию массового обслуживания. -М: Наука, 1966.

18. Дроздов Е.А., Пятибратов А. П. Основы построения и функционирования вычислительных систем. М.: Энергия, 1973.

19. Ивахненко A.M., Смолин П.А., Методические указания по моделированию работы транспортного узла // методическое пособие. МАДИ (ГТУ). -М., 2007г.

20. Исаев Ю.Ю., Оценка состояния автомобильных дорог с использованием GPS- технологий. // Теория и практика автоматизированного управления. Сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). М.: МАДИ (ГТУ), №1/41 2009.

21. Каган Б.М., Сташин В.В. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики. М.: Энергоатомиздат, 1987.

22. Каган Б.М., Сташин В.М. Микропроцессоры в цифровых системах. М.: Энергия, 1979.

23. Каравай М.Д. Построение полных диагностических тестов для кратных неисправностей комбинационных устройств произвольного базиса. // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 1973.

24. Кейн В.М. Оптимизация систем управления по минимаксному критерию. М.: Наука, 1985.

25. Келим Ю.М. Типовые элементы систем автоматического управления. М.: Форум - Инфра-М, 2002.

26. Круг Е.К., Александриди Т.М., Дилигенский С.И. Цифровые регуляторы. М.: Госэнергоиздат, 1965.

27. Круг П.Г. Сигнальные процессоры и нейрокомпьютеры. М.: Издательство МЭИ, 2002г-256 с.

28. Мамиконов А. Г. Теоретические основы автоматизированного управления. М.: Высшая школа, 1994.

29. Маркушевич Н.С. Автоматизированная система диспетчерского управления. М.: Энергоатомиздат, 1986.103

30. Марсов В.И., Слуцкий В.А. Автоматическое управление технологическими процессами на предприятиях строительной индустрии. П.: Стройиздат, 1975.

31. Матюхин Н.Б. Выбор и обоснование методов диагностики состояния ЛВС. Сборник научных трудов. М.: МАДИ (ГТУ), 2008.

32. Матюхин Н.Б. Структура и функции серверов в локальных вычислительных сетях. Автоматизация управления предприятиями промышленности и транспортного комплекса. // Сборник научных трудов. М.: МАДИ (ГТУ), 2006.

33. Матюхин Н.Я. Применение вычислительных машин для проектирования цифровых устройств. М.: Советское радио, 1968.

34. Надиров А.Г. Автоматизация технологических процессов дробильно-сортировочного производства с управлением по крупностипродукта дробления. М: Техполиграфцентр, 2002.\

35. Надиров А.Г. Моделирование одномерного оптимального управления для щековой дробилки. // Сб. научных трудов. Автоматизированные системы автотранспортного и строительного комплексов. М.: МАДИ, 2002, с.

36. Надиров А.Г. Одномерное оптимальное управление крупностью продукта дробления. // Сб. научных трудов. Автоматизированные системы автотранспортного и строительного комплексов. М.: МАДИ, 2002, с.

37. Надиров А.Г. Оценка эффективности автоматизации дробильно-сортировочного производства. // Сб. научных трудов. Комплексные системы автоматизированного управления автотранспортным комплексом. М.: МАДИ, 1998, с. 100-104.

38. Оре О. Теория графов: пер. с англ. И.Н. Врублевской: под ред. H.H. Воробьева. М.: Наука, 1980.

39. Остроух, A.B. Автоматизация формирования графиков производства строительных работ // A.B. Остроух, A.B. Будихин,104

40. J1. Снеткова; Д.С. Тарасенко // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. М.: «Научтехлитиздат», №6, 2007, - С; 12-16.

41. Остроух, A.B. Система повышения эффективности автоматического управления землеройно-транспортными машинами /О.И. Максимычев, A.B. Остроух // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. М.: «Научтехлитиздат», №5, 2005, - С. 63-66.

42. Остроух, . А.В. Автоматизация управления сокращением затрат труда в . строительстве // Вестник Российского нового университета; ' Выпуск 4. ; Серия ; естествознание, математика; информатика. -М;, 2004; С. 1:17-120. :

43. A.B. Остроух, Д.В. Сидельковский, Н.Е. Суркова; О проблемах комплексной автоматизации; промышленных предприятий // Цивилизация знаний: будущее и современность: материалы всероссийской научной конференции 19-20 мая 2005 г: М., 2005, С. 175-176.

44. A.B. Остроух, Д.В. Строганов, Организация поставок технических средств на предприятиях дорожного строительства Теория и практика информационных технологий // Сб. науч. тр. МАДИ(ГТУ). М : 000:«Техполиграфцентр», 2006, С. 100-107.

45. Потапова Т.Б: Информационно-управляющие системы. Эволюция. Проблемы. Решения. // Промышленные АСУ и контроллеры. М.: Мир компьютерной автоматизации №7, 2002.

46. Ройтёнберг Я.Н. Автоматическое управление; М.: Наука,1992.

47. П.А. Смолин, T.M. Апександриди, Автоматизация технологического процесса на складе // сб. науч. тр. МАДИ (ГТУ). М., 2009г. С. 41-46

48. П.А. Смолин, Т.М. Апександриди, Автоматизация управления ремонтом дорог по результатам паспортизации // сб. науч. трудов кафедры АСУ МАДИ (ГТУ). М., 2009г. С. 31-32

49. Александриди Т.М., Смолин П.А., Модели и алгоритмы управления АСТПП с распределенной структурой // Вестник МАДИ вып. 2 (25). Ротапринт МАДИ. М., 2011. - С. 58-63. (Рекомендовано ВАК)

50. А.М. Ивахненко, П.А. Смолин, Рабочая тетрадь для выполнения расчётных заданий по оптимизации транспортно-складского комплекса // методическое пособие, МАДИ (ГТУ). М., 2008г.,

51. Александриди Т.М., Смолин П.А., Матюхина E.H., Структура АСУ объекта распределенного типа. // Промышленные АСУ и контроллеры" №7 2011 НАУЧТЕХЛИТИЗДАТ. М., 2011. - С. 6-10. (Рекомендовано ВАК)

52. Таненбаум Э. «Компьютерные сети. 4-е изд.»,- СПб.: Питер,2005.

53. Хетагуров Я.А., Древе Ю.Г. Проектирование информационно-вычислительных комплексов. М.: Высшая школа, 1987.

54. Шаракшанэ A.C., Халецкий А.К., Морозов И.А. Оценка характеристик сложных автоматизированных систем. М.: Машиностроение, 1993.

55. Шиханович Ю.А. Введение в современную математику, М. «Наука», 1965.

56. Якубайтис Э.А. Архитектура вычислительных сетей. М.: Статистика, 1980.