Проектирование автоматизированной системы резервирования мест и продажи билетов на автовокзале

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

“БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА”

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Информационные системы на транспорте»

на тему: «Проектирование автоматизированной системы резервирования мест и продажи билетов на автовокзале»

Выполнила Марковцев В.А.

студентка группы ЗА-52 ст.

преподаватель Ященко Е.Н.

Гомель 2013



Содержание

Введение

1. Характеристика объекта проектирования

2. Статистическая обработка исходных данных

2.1 Статистическая обработка исходных данных

2.2 Расчет числовых характеристик

2.3 Подтверждение гипотезы закона распределения

3. Проектирование сети передачи данных

3.1 Расчет потребного числа отдельных устройств автовокзала

3.1.1 Расчет числа билетных касс

3.1.2 Расчет числа окон справочного бюро

3.1.3 Расчет числа касс предварительной продажи

3.2 Расчет времени реакции системы

3.3 Построение сети передачи данных

4. Выбор программного обеспечения

5. Расчет затрат на создание системы

6. Разработка вопросов техники безопасности и охраны труда

Заключение

Литература

Приложения



1. Характеристика объекта проектирования

Автовокзал - комплекс сооружений для обслуживания пассажиров междугородных и пригородных автобусных сообщений в больших городах на конечных пунктах автобусных линий. Автовокзал состоит из пассажирского здания, внутренней транспортной территории и привокзальной площади.

В здании автовокзала размещаются: пассажирский зал с билетными кассами, помещение для пассажиров с детьми, камера хранения ручной клади, кафетерий, санузлы, служебные помещения (диспетчерская, шофёрская, комнаты администрации). На внутренней транспортной территории автовокзала располагаются: перроны посадки и высадки пассажиров, площадка для стоянки автобусов между рейсами и, при необходимости, устройства для осмотра и мойки кузова автобусов. Перроны автовокзала могут быть прямолинейными или уступообразными; последние имеют относительно меньшую длину и применяются при большом числе отправлений и прибытий автобусов.

Расчётными показателями автовокзала являются суточное отправление пассажиров и часовое отправление автобусов. Низший предел вместимости автовокзала -- 100 человек.

Управление движением автобусов на территории автовокзала осуществляется с пульта диспетчера световой сигнализацией; автоматическими устройствами, регистрирующими подачу автобуса к перрону под посадку и отход от перрона; в больших автовокзала диспетчерская служба оснащается телевизионной системой для наблюдения за посадкой и высадкой пассажиров. Пассажиры информируются о прибытии и отправлении автобусов по радио, с помощью световых табло и указателей.

Для удобства пассажиров, пользующихся смешанными видами сообщений, строятся объединённые вокзалы: железнодорожно-автобусные, автобусно-речные и др.

Автовокзалы устраиваются обычно только на конечных пунктах автобусного сообщения.

Автоматизированная система управления (сокращённо АСУ) -- комплекс аппаратных и программных средств, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п.

Важнейшая задача АСУ -- повышение эффективности управления объектом на основе роста производительности труда и совершенствования методов планирования процесса управления. Различают автоматизированные системы управления объектами (технологическими процессами -- АСУТП, предприятием -- АСУП, отраслью -- ОАСУ) и функциональные автоматизированные системы, например, проектирование плановых расчётов, материально-технического снабжения и т.д.

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).

В сфере промышленного производства с позиций управления можно выделить следующие основные классы структур систем управления: децентрализованную, централизованную, централизованную рассредоточенную и иерархическую.

Построение системы с децентрализованной структурой эффективно при автоматизации технологически независимых объектов управления по материальным, энергетическим, информационным и другим ресурсам. Такая система представляет собой совокупность нескольких независимых систем со своей информационной и алгоритмической базой.

Для выработки управляющего воздействия на каждый объект управления необходима информация о состоянии только этого объекта.

Централизованная структура осуществляет реализацию всех процессов управления объектами в едином органе управления, который осуществляет сбор и обработку информации об управляемых объектах и на основе их анализа в соответствии с критериями системы вырабатывает управляющие сигналы. Появление этого класса структур связано с увеличением числа контролируемых, регулируемых и управляемых параметров и, как правило, с территориальной рассредоточенностью объекта управления.

Достоинствами централизованной структуры являются достаточно простая реализация процессов информационного взаимодействия; принципиальная возможность оптимального управления системой в целом; достаточно легкая коррекция оперативно изменяемых входных параметров; возможность достижения максимальной эксплуатационной эффективности при минимальной избыточности технических средств управления.

Недостатки централизованной структуры следующие: необходимость высокой надежности и производительности технических средств управления для достижения приемлемого качества управления; высокая суммарная протяженность каналов связи при наличии территориальной рассредоточенности объектов управления.

Основная особенность централизованной рассредоточенной структуры -- сохранение принципа централизованного управления, т.е. выработка управляющих воздействий на каждый объект управления на основе информации о состояниях всей совокупности объектов управления. Некоторые функциональные устройства системы управления являются общими для всех каналов системы и с помощью коммутаторов подключаются к индивидуальным устройствам канала, образуя замкнутый контур управления.

Алгоритм управления в этом случае состоит из совокупности взаимосвязанных алгоритмов управления объектами, которые реализуются совокупностью взаимно связанных органов управления. В процессе функционирования каждый управляющий орган производит прием и обработку соответствующей информации, а также выдачу управляющих сигналов на подчиненные объекты. Для реализации функций управления каждый локальный орган по мере необходимости вступает в процесс информационного взаимодействия с другими органами управления. Достоинства такой структуры: снижение требований, к производительности и надежности каждого центра обработки и управления без ущерба для качества управления; снижение суммарной протяженности каналов связи.

Недостатки системы в следующем: усложнение информационных процессов в системе управления из-за необходимости обмена данными между центрами обработки и управления, а также корректировка хранимой информации; избыточность технических средств, предназначенных для обработки информации; сложность синхронизации процессов обмена информацией.

В иерархической структуре с ростом числа задач управления в сложных системах значительно увеличивается объем переработанной информации и повышается сложность алгоритмов управления. В результате осуществлять управление централизованно невозможно, так как имеет место несоответствие между сложностью управляемого объекта и способностью любого управляющего органа получать и перерабатывать информацию.

Кроме того, в таких системах можно выделить, следующие, группы задач, каждая из которых характеризуется соответствующими требованиями по времени реакции на события, происходящие в управляемом процессе:

задачи сбора данных с объекта управления и прямого цифрового управления (время реакции , секунды, доли секунды);

- задачи экстремального управления, связанные с расчётами желаемых параметров управляемого процесса и требуемых значений уставок регуляторов, с логическими задачами пуска и остановки агрегатов и др. (время реакции -- секунды, минуты);

- задачи оптимизации и адаптивного управления процессами, технико-экономические задачи (время реакции -- несколько секунд);

информационные задачи для административного управления, задачи диспетчеризации и координации в масштабах цеха, предприятия, задачи планирования и др. (время реакции -- часы).

Очевидно, что иерархия задач управления приводит к необходимости создания иерархической системы средств управления. Такое разделение, позволяя справиться с информационными трудностями для каждого местного органа управления, порождает необходимость согласования принимаемых этими органами решений, т. е. создания над ними нового управляющего органа. На каждом уровне должно быть обеспечено максимальное соответствие характеристик технических средств заданному классу задач.

Кроме того, многие производственные системы имеют собственную иерархию, возникающую под влиянием объективных тенденций научно-технического прогресса, концентрации и специализации производства, способствующих повышению эффективности общественного производства. Чаще всего иерархическая структура объекта управления не совпадает с иерархией системы управления. Следовательно, по мере роста сложности систем выстраивается иерархическая пирамида управления. Управляемые процессы в сложном объекте управления требуют своевременного формирования правильных решений, которые приводили бы к поставленным целям, принимались бы своевременно, были бы взаимно согласованы. Каждое такое решение требует постановки соответствующей задачи управления. Их совокупность образует иерархию задач управления, которая в ряде случаев значительно сложнее иерархии объекта управления



2. Статистическая обработка исходных данных

Так как объем статистической выборки достаточно велик (n=365), статистическая обработка осуществляется с помощью метода группирования.

Одним из возможных алгоритмов расчета характеристик эмпирического распределения непрерывной случайной величины является следующий:

а) по результатам наблюдения (замеров) необходимо получить заданное число n значений исследуемого параметра для процесса, явления, предмета;

б) составить интегральные статистические ряды распределения частот и частостей полученных значений случайной величины:

1) найти минимальное и максимальное значения случайной величины и размах варьирования

X_р= X_max- X_min; (2.1)

X_р= 9992 - 1569 = 8423 т.

2) определить число интервалов N разбиения случайной величины. Количество рядов, на которые разделяется выборка определяется по формуле Стерджесса:

N_п = 1 + 3,32 * lg n; (2.2)

где n - размер выборки случайной величины;

N = max(N_п;5), (2.3)



N_п = 1 + 3,32 * lg 365 = 9.51.

Количество разрядов принимается равным 9.

N = max(9;5)=9.

3) рассчитать длину интервала h

h = X_р / N; (2.4)

h = 8423 / 9 = 935,89.

Длина разряда принимается равной 936.

4) определить границы X_j (верхнюю), X_j-1(нижнюю) и середину X_сj j-го интервала случайной величины (j=1…N)

X_j = X_min + jh; (2.5)

X_j-1 = X_min + (j - 1)h; (2.6)

X_сj = (X_j-1 + X_j)/2. (2.7)

Определяется середина первого интервала, а так же его верхняя и нижняя граница:

X_j = 1569 + 1*936 = 2505; X_j-1 = 1569 + (1 - 1)936 = 1569;

X_сj = (1569 + 2505)/2 = 2037.

Для остальных интервалов расчет сведен в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 Расчет границ и середин интервалов распределения случайной величины

Интервал j	Граница	Середина Xсj
	верхняя Xj	нижняя Xj-1
1	2505	1569	2037
2	3441	2505	2973
3	4377	3441	3909
4	5313	4377	4875
5	6249	5313	5781
6	7185	6249	6717
7	8121	7185	7653
8	9057	8121	8589
9	9993	9057	9525

5) подсчитать число попаданий случайной величины в каждый j-й интервал (частоты M_j), для чего пересмотреть все числа x_i (i = 1…n) относительно границ интервалов

M_j = M_j + 1 , если X_j-1 ? х_i < X_j при j = 1…N-1;

M_j = M_j + 1 , если X_j-1 ? х_i ? X_j при j = 1…N;

6) определить частости (эмпирические вероятности) р_эj появления значений случайной величины в каждом из интервалов путем деления соответствующих частот на объем выборки n, т.е. р_эj = M_j / n. Сумма всех частот равна объему выборки

(2.8)

а сумма частостей р_эj соответственно равна единице.

Частоты и частости появления значений случайной величины в каждом из интервалов представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 Частоты и частости появления значений случайной величины в каждом из интервалов

Номер интервала j	Частоты Mj	Частости рэj
1	10	0,0274
2	46	0,1260
3	93	0,2548
4	113	0,3096
5	69	0,1890
6	26	0,0712
7	6	0,0164
8	1	0,0027
9	1	0,0027
Сумма	365	1

в) построить гистограмму или полигон эмпирического распределения.

С этой целью строят график, на котором по оси Х откладывают границы интервалов значений случайной величины. На каждом из интервалов строится прямоугольник, высота которого равна частному от деления частости данного интервала на величину интервала:

f_эj = р_эj / h, (2.9)

где f_эj - эмпирическая функция плотности вероятности.

Полигон строится также по значениям f_эj, но на серединах интервалов в виде ломаной линии.

Рисунок 2.1 Гистограмма эмпирического распределения суточных объемов перевозок



г) определить значения функции распределения и построить для нее график

При этом F_э0 = 0 (j=0).

Рисунок 2.2 Полигон эмпирического распределения

д) определить числовые характеристики выборки: начальные µ_k и центральные статистические µ_ck моменты k-го порядка и рассчитываемые через них параметры (оценка среднего арифметического x_m, выборочная дисперсия s², среднеквадратическое отклонение s, коэффициент вариации V, асимметрия А и эксцесс Е)



или ; (2.11)

x_м= µ₁ ; (2.12)

или ; (2.13)

s² = k_cµ_ck; (2.14)

s = ; (2.15)

V = s/ x_м . (2.16)

Статистические характеристики выборки представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 Статистические характеристики выборки

Показатель	Значение
Медиана	4670
Мода	4726
Стандартное отклонение	1177,97
Дисперсия выборки	1387610
Эксцесс	0,844
Минимум	1569
Максимум	9992
Сумма	1684220
Размах выборки	365
Ассиметричность	0,317

Гипотеза о законе распределения исследуемой случайной величины выдвигается на основании учета следующих данных:

условия и факторы, влияющие на процесс формирования значений случайной величины; форма гистограммы (полигона); значения коэффициента вариации V.

Исходя из формы гистограммы, а также из того, коэффициент вариации равен 0,115, можно выдвинуть гипотезу о том, что распределение посуточного объема перевозки подчиняется нормальному закону.

Для выбранного закона распределения необходимо определить значения его параметров, записать выражения для функции плотности вероятности и функции распределения исследуемой величины. Плотность вероятности в данном случае рассчитывается по следующей формуле:

. (2.17)

Функция распределения случайной величины по нормальному закону выглядит следующим образом:

. (2.18)

Эмпирическая и теоретическая кривые распределения представлены на рисунке 2.4 и 2.5.

Рисунок 2.4 Теоретическая кривая распределения



Плотность вероятности рассчитывается по следующей формуле:

.

Оценка согласованности теоретического и эмпирического распределений может производиться по критерию Пирсона.

Для этого вычисляют статистику хи-квадрат по формуле

, (2.19)

где np_j - теоретическая частота попадания случайной величины в j-й интервал; N₀ - число интервалов с учетом их объединения для расчета статистики критерия Пирсона.

Для расчета критерия Пирсона интервалы рекомендуется объединять на концах таким образом, чтобы M_j ?5 или np_j ?10. Однако число N₀ не должно быть менее четырех. В соответствии с этим требованием для расчета критерия Пирсона интервалы объединяются следующим образом:

Таблица 2.4 Интервалы для расчета критерия Пирсона

Номер интервала	Диапозон	Частота
1	1569 - 2505	10
2	2505 - 3441	46
3	3441 - 4377	93
4	4377 - 5313	113
5	5313 - 6249	69
6	6249 - 7185	26
7	7185 - 9993	22



Вероятность p_j определяется по формуле:

p_j = Р(Х_j-1 < х < Х_j) = F(Х_j) - F(Х_j-1), (2.20)

где F(х) - значение функции распределения в точке х.

p_j = - .

Расчет критерия Пирсона предстален в таблице 2.5.

Таблица 2.5 Расчет критерия Пирсона

Интервал	Частоты mj	Частости wj= mj/nj	pj	npj	(mj-npj) 2/npj
1569 - 2505	10	0,0274	0,0320	11,680	0,2416
2505 - 3441	46	0,1260	0,1230	44,895	0,0272
3441 - 4377	93	0,2548	0,2610	95,265	0,0539
4377 - 5313	113	0,3096	0,3030	110,595	0,0523
5313 - 6249	69	0,1890	0,1940	70,810	0,0463
6249 - 7185	26	0,0712	0,0680	24,820	0,0561
7185 - 9993	8	0,0219	0,0150	5,475	1,1645
Критерий Пирсона	1,6419

Полученное значение критерия сравнивается с табличным, которое находится в зависимости от доверительной вероятности и числа степеней свободы r.

Уровень значимости г представляет собой вероятность отклонения верной гипотезы. Проверку соответствия теоретического и эмпирического распределений рекомендуется проводить при г = 0,05 - 0,1. При больших значениях г выше требования к согласованности распределений.

Число степеней свободы определяется по формуле:



r = N₀ - k - 1, (2.22)

где N₀ - число интервалов после объединения для расчета статистики критерия хи-квадрат;

k - число параметров рассматриваемой теоретической функции распределения.

r = 7 - 2 - 1 = 4.

При уровне значимости 0,05 и числе степеней свободы 4 табличное значение критерия Пирсона составляет 9,4877 , а расчетный - 1,6419, то есть гипотеза о том, что распределение посуточного объема перевозок подчиняется нормальному закону, верна.



3. Проектирование сети передачи данных

3.1 Расчет потребного числа отдельных устройств автовокзала

3.1.1 Расчет числа билетных касс

Число билетных касс должно обеспечивать полное и своевременное обслуживание пассажиров, приобретающих проездные документы.

Билетно-кассовые терминалы относятся к многоканальным системам, имеющим несколько однородных групп каналов обслуживания (специализированных по направлениям работы касс). Отдельные группы специализированных по направлениям работы касс при допущении равновероятного обращения к ним пассажиров можно рассматривать как одноканальные системы.

Доля пассажиров, приобретающих билеты в суточных кассах на автовокзале в день отправления автобуса составляет 0,65 их общего числа.

Среднее число билетов , приходящееся на одного пассажира, обратившегося в кассу с запросом, составляет 1,3. Если учесть, что при покупке билета пассажиром в суточной кассе дата поездки фиксирована, то общее число запросов в окончательном варианте колеблется от трех до шести. При этом доля пассажиров, которым не удалось приобрести билет, в среднем составит

Прибывающий на автовокзал поток пассажиров считается пуассоновским с интенсивностью . Интенсивность обращения пассажиров в кассы суточной продажи билетов , соответствующая максимальному уровню загрузки автовокзала, представляет собой отношение числа обращений в кассы в период «пик» ко времени работы касс в течение рабочего дня ():



где коэффициент неравномерности перевозок,

максимальное суточное отправление пассажиров с автовокзала.

Принимая распределение времени обслуживания пассажира по показательному закону, минимально необходимое число билетных касс на автовокзале определяем из условия, что для обеспечения нормальной работы кассы коэффициент загрузки кассира не должен превышать значение 1:

Или

где минимальное целое положительное число, удовлетворяющее решению данного неравенства;

средняя интенсивность обслуживания пассажиров кассирами билетных касс.

Средняя интенсивность обслуживания пассажиров кассами определится из следующего выражения:

где число билетных касс на автовокзале;

среднее время обслуживания пассажира в системе,

Среднее время ожидания в очереди:

Среднее время, затраченное на приобретение билета:

Из условия, что

, (3.7)

получаем:

где максимально допустимое время обслуживания пассажиров, T_max = 15мин.

Потребное число касс S определяется как положительное решение этого неравенства, округленное в большую сторону.

Среднее число пассажиров на автовокзале, ожидающих приобретение билетов:



Средняя длина очереди в одну кассу:

Определим интенсивность обращения пассажиров в кассы суточной продажи билетов по формуле (3.1):

Минимально необходимое число билетных касс на автовокзале , определенное из неравенства (3.3), составит:

Определим потребное число касс суточной продажи билетов, решив квадратное уравнение, полученное из неравенства (3.8):

Рассчитаем среднюю интенсивность обслуживания пассажиров кассами и коэффициент загрузки кассира по формулам (3.4) и (3.2) соответственно:

Среднее время ожидания в очереди составит:

Среднее время, затраченное на приобретение билета, в соответствии с формулой (3.6) равно:

Среднее число пассажиров на автовокзале, ожидающих приобретение билетов определим по формуле (3.9):

Среднюю длину очереди в одну кассу рассчитаем по формуле (3.10):



3.1.2 Расчет числа окон справочного бюро

Показатели обслуживания пассажиров в справочном бюро автовокзала - число окон, обеспечивающих предоставление необходимого числа справок, длина очереди и ассортимент справок.

Число окон справочного бюро автовокзала зависит от классности автовокзала, числа отправляющихся и прибывающих пассажиров, технической и информационно-справочной оснащенности автовокзала, маршрутно-территориальной особенности движения автобусов и др. Интенсивность обращений пассажиров в справочное бюро автовокзала различается по месяцам, неделям, времени суток. Поэтому целесообразно проводить обследование 1 раз в год в период максимальных перевозок, охватывать все периоды суток и дни недели.

Среднее время обслуживания пассажира агентом справочного бюро:

где число обращений за справкой i-го типа за период времени ;

среднее время ответа на вопрос i-го типа;

k среднее число разновидностей вопросов.

В таблице 3.1 представлено процентное соотношение видов справочных запросов и среднее время ответа на запрос каждого типа. Данные выбраны в соответствии с номером зачётной книжки 539.

Таблица 3.1 Виды справочных запросов

Вид справки	Среднее время ответа на запрос, мин	Доля запроса i-го вида, %
Прибытие автобуса	0,1	13	178,6923	17,86923
Отправление автобуса	0,1	31	74,93548	7,493548
Стоимость проезда	0,3	19	122,2632	36,67895
Маршрут следования	2,0	5	464,6	929,2
Пункт пересадки	1,0	4	580,75	580,75
Время в пути	0,7	7	331,8571	232,3
Наличие мест	2,0	19	122,2632	244,5263
Опоздание автобуса	0,5	2	1161,5	580,75

Среднее время обслуживания пассажира:

где среднее время нахождения пассажира в очереди.

Если рассматривать справочную службу автовокзала как одноканальную систему массового обслуживания с интенсивностью входящего пуассоновского потока и временем обслуживания, распределенным по экспоненциальному закону с интенсивностью:

где lчисло окон справочной службы.

Среднее время обслуживания пассажира рассчитывается по формуле:

Из условия, что , получим:

где - максимально допустимое время обслуживания одного пассажира в справочном бюро, мин. Потребное число окон справочного бюро на автовокзале l определяется как положительное решение этого неравенства, округленное в большую сторону.

где коэффициент загрузки агента справочной службы.

Коэффициент загрузки агента справочной службы рассчитывается по формуле:

Определим среднее время обслуживания пассажира агентом справочного бюро:

Определим интенсивность обращения пассажиров в окна справочного бюро по формуле (3.1):

Рассчитаем потребное число окон справочного бюро, решив квадратное уравнение (3.15):

Средняя интенсивность обслуживания пассажира окнами справочного бюро в соответствии с формулой (3.13) равна:

Рассчитаем среднее время обслуживания пассажира:

Рассчитаем коэффициент загрузки агента справочной службы:

Среднее число пассажиров в очереди к одному окну справочной службы равно:

3.1.3 Расчет числа касс предварительной продажи

При обслуживании пассажиров в кассах предварительной продажи билетов в качестве показателей, характеризующих систему обслуживания, используют максимально допустимое время обслуживания пассажиров и среднюю длину очереди в кассу или к справочной установке. Эти параметры определяют технические требования к числу одновременно работающих касс и справочных установок, а также их максимально необходимое число.

В системе предварительной продажи билетов, работающей в условиях автоматизированной системы резервирования мест на автобусы, все кассы, находящиеся в пределах одного города, равнозначны, поскольку в любой из них за 1 до 45 суток продают билеты на автобусы, отправляющиеся с любого городского автовокзала.

Интенсивность входящего потока для этой системы:

где общее число обращений в кассы за сутки максимальных перевозок;

коэффициент суточной неравномерности,

Число обращений в кассы предварительной продажи билетов за одни сутки периода максимальных перевозок:



Средняя интенсивность обслуживания пассажиров кассирами:

где n - потребное число касс предварительной продажи билетов;

- среднее время обслуживания пассажира кассиром, = 1 мин.

Для нормальной работы касс необходимо, чтобы коэффициент загрузки кассира был меньше единицы. Из этого условия минимально необходимое число касс:

Максимальное число касс предварительной продажи билетов, которое может быть обслужено вычислительным комплексом системы:

где с - коэффициент загрузки системы, с=0,8;

E - среднее время обработки заказа ЭВМ, E=0,1 с.

S - число касс суточной продажи билетов на вокзале.

Время, затрачиваемое пассажиром на приобретение билета:

Из условия, что W, получаем:



где максимально допустимое время обслуживания одного пассажира при предварительной продаже билета,

Потребное число касс предварительной продажи билетов определяется как положительное решение этого неравенства при условии

Среднее число пассажиров, одновременно ожидающих приобретения билетов в кассах предварительной продажи билетов:

Средняя длина очереди в одну кассу:

Рассчитаем число обращений в кассы предварительной продажи билетов за одни сутки периода максимальных перевозок:

Тогда интенсивность входящего потока для системы в соответствии с формулой (3.18) составит:

Для нормальной работы касс необходимо, чтобы коэффициент загрузки кассира был меньше единицы (. Из этого условия минимально необходимое число касс:

Определим потребное число касс предварительной продажи билетов, решив квадратное уравнение, полученное из неравенства (3.24):

Определим среднюю интенсивность обслуживания пассажиров кассирами по формуле (3.20):

Коэффициент загрузки кассира:

Время, затрачиваемое пассажиром на приобретение билета, в соответствии с формулой (3.23) составит:

Определим среднее число пассажиров, одновременно ожидающих приобретения билетов в кассах предварительной продажи билетов по формуле (3.25):

Средняя длина очереди в одну кассу:

Вывод: необходимое количество суточной продажи билетов на автовокзале составляет 10 касс, необходимое количество окон справочного бюро - 4 окна, число касс предварительной продажи билетов составляет 9 касс. В рамках работы касс и окон на автовокзале необходим один сервер.

3.2 Расчет времени реакции системы

В системах обслуживания с конечным числом источников исходящий поток требований на обслуживание поступает от некоторого числа N источников сообщений, как правило, взаимонезависимых. Каждый источник, после того, как он будет обслужен, посылает новое требование на обслуживание через случайное время. Если источник обслуживается или находится в состоянии ожидания, то интенсивность потока требований от него равна нулю. Поскольку в данных системах не может находиться одновременно более N требований, включая обслуживаемые и ожидающие, то иногда их называют замкнутыми системами обслуживания. Эти модели описывают функционирование вычислительных систем коллективного пользования, взаимодействие периферийных пунктов АСУ с системой передачи данных (каналами связи) через коммуникатор каналов, а также описывают функционирование систем телеобработки данных.

В АСУ к вычислительному комплексу подключено 1..m абонентов (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 Структура вычислительной системы с конечным числом источников и циклической дисциплиной диспетчеризации

Каждый клиент, пославший в ЭВМ заявку на обработку сообщений, считается занятым и не может генерировать следующий запрос до момента ответа из ЭВМ на предыдущую заявку. После получения ответа абонент через некоторое случайное время, распределенное по показательному закону, посылает новую заявку на обработку и т.д. При этом все заявки, поступающие от абонентов, помещаются в очередь к процессору. Объем памяти для хранения сообщений считается неограниченным. При обслуживании каждой заявки процессор выделяет ей интервал времени постоянной длительности Q (квант времени). Если заявка не будет обслужена полностью за отведенный ей квант времени, то ее обслуживание прерывается, и она перемещается в конец очереди заявок, ожидающих обработки. При каждом выделении нового кванта времени процессор затрачивает время T на переключение с обработки одной заявки на другую. Ответ абоненту из вычислительного комплекса посылается только после полного завершения обслуживания.

Время реакции вычислительной системы определяется по следующей формуле:

, (3.27)

где - среднее время ожидания заявки в очереди, с;

- среднее время обслуживания заявок процессором, с.

Среднее время ожидания заявки в очереди рассчитывается из выражения

, (3.28)

где - время переключения процессора, с.

, (3.29)

где -число абонентов; - интенсивность обслуживания каналов связи, с^-1; - интенсивность поступления запросов от каждого абонента, с^-1.

; (3.30)

, (3.31)

где - длительность кванта времени при обслуживании заявки, с.

; (3.32)

; (3.33)



Интенсивность обслуживания каналов связи:

; (3.34)

; (3.35)

; (3.36)

. (3.37)

На основании расчетов, выполненных по формулам (3.27) - (3.37), строится график изменения времени реакции вычислительной системы в зависимости от общего числа абонентов (рассчитывается для m абонентов с шагом 1 от 1 до ).

Расчет по формулам (3.27) - (3.37) и построение графика произведено с использованием программного обеспечения MathCAD 14. Результаты расчетов и построения приведены в приложении Д.

3.3 Построение сети передачи данных

Сетевая топология -- способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств.

Существует множество способов соединения сетевых устройств. Выделяют 3 базовых топологии:

1. Шина

2. Кольцо

3. Звезда

Звезда -- базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило, «дерево»). Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который таким способом возлагается очень большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Как правило, именно центральный компьютер является самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, потому что управление полностью централизовано. Это одна из наиболее распространённых топологий, поскольку проста в обслуживании. В основном используется в сетях, где носителем выступает кабель витая пара UTP категории 3 или 5.

Рисунок 3.2 Схема соединения по топологии «звезда»

Достоинства:

- выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;

- хорошая масштабируемость сети;

- лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;

- высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);

- гибкие возможности администрирования.

Недостатки:

- выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;

- для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;

- конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

Для обеспечения работы сети передачи данных необходимо оснастить автовокзал соответствующим оборудованием. Так каждое рабочее место оборудуется компьютером и принтером. В нашем случае компьютерами средней мощности и специализированными принтерами оборудуются 10 касс суточной продажи билетов, 4 окна справочного бюро, 9 касс предварительной продажи билетов. В диспетчерскую устанавливается компьютер большой мощности - сервер и принтер для печати формата А4.

Таким образом, для прокладки локальной сети в автовокзале необходимо:

- компьютеров - 23 шт. мощностью 350 Втч - 600 у.е.;

- принтеров - 23 шт. мощностью 20 Втч - 80 у.е (по одному на каждый компьютер);

- факс - 1 шт. мощностью 10 Втч - 150у.е (у дежурного по вокзалу);

- сетевой кабель (коаксиальный кабель - 100BASE-2) - 94 метра - 0,4 у.е.; - коннекторов (RJ-45) - 48 шт. - 0,25 у.е.;

- сервер - 1 шт. - 600 у.е.;

- концентратор (switch) - 1 шт. - 70 у.е.

План здания автовокзала с изображением на нём проектируемой сети передачи данных представлен в приложении Г.



4. Выбор программного обеспечения

автоматизация автовокзал резервирование продажа

Управление автовокзалами - это система автоматизации деятельности автовокзалов и автостанций с открытым кодом, построенная на базе платформы «1С: Предприятие 8». Система автоматизирует работу отдела организации перевозок, кассиров, диспетчеров, старших кассиров. Формирует все необходимые отчеты и печатные формы. Консолидирует данные о продажах в единой базе, позволяя продавать и возвращать билеты с любых автовокзалов, объединенных программой.

Основной функционал системы покрывает требования большинства автовокзалов. Условно его можно разделить на: управление нормативно-справочной информацией и планирование и организация перевозок, продажи, диспетчеризация. Система позволяет поддерживать в актуальном состоянии данные об остановках, подвижном составе, категории и периодичности рейсов. А так же составлять расписание, фиксировать маршруты, устанавливать список льгот, рассчитывать стоимость проезда и многое другое, без чего не мыслима деятельность автовокзала.

Запуск системы состоит из следующих этапов.

1. Обучение ответственного за работу с программой;

2. Подготовка системы:

настройка системы;

настройка удаленных продаж, автоматического обмена, торгового оборудования;

загрузка расписания и тарифов.

3. Обучение отдела расписания (организации перевозок);

4. Корректировка расписания и тарифов;

5. Обучение персонала автовокзалов: диспетчеры, кассиры, старшие кассиры;

6. Учебная работа персонала автовокзалов в тестовой базе;

7. Запуск предварительной продажи в одной из касс (иначе в момент запуска всего автовокзала придется загружать данные о предварительно проданных билетах);

8. Запуск работы с программой во всех кассах автовокзала.

Используя данную систему управления, руководителю автовокзала проще наблюдать за ситуацией “свысока”, замечать изменения и принимать превентивные меры. Высшее руководство получает возможность отслеживать финансовые потоки и брать на контроль только действительно важные ситуации, не размывая своё внимание на несущественные мелочи. Всё это обеспечивается за счёт таких инструментов, как: гибкая, консолидированная отчётность.

Деятельность кассира требует предельной внимательности и высокой скорости работы, поэтому мы постарались создать для данной категории пользователей простой и удобный интерфейс и оптимизировать список возможностей до необходимого минимума: продажа, возврат и замена билетов; продажа дополнительных услуг; бронирование билетов с их последующей продажей.

Рисунок 4.1 Рабочее место кассира



Сценарии работы старших кассиров имеют особую специфику, при которой возникает необходимость расширения пользовательских привилегий для работы с особыми типами документов:

создание приходных и расходных кассовых ордеров;

получение денежных средств от кассиров;

перемещение денежных средств между автовокзалами и пр.

Рисунок 4.2 Рабочее место старшего кассира

Все диспетчерские данные, попадая в систему, автоматически и мгновенно реплицируются (передаются) на все автовокзалы и станции, работающие в системе. Для работников диспетчерской службы доступны следующие возможности:

регистрация рейсов и редактирование их состояния;

групповое редактирование рейсов;

ручное распределение пассажиров по рейсам (пересадка);

работа с транзитными рейсами;

обслуживание и печать посадочных ведомостей;

просмотр наполняемости салона и пр.



Рисунок 4.3 Рабочее место диспетчера

Дополнительные возможности:

Гибкие возможности управления нагрузкой на компьютеры; автономная работа автовокзала даже при отсутствии связи с центральным сервером; гибкая, настраиваемая, раскрываемая система отчетов; готовые шаблоны и модули для создания сайта автовокзала с возможностью просмотра расписания, бронирования и покупки билетов; возможность реализации билетов через билетные терминалы (любые банковские терминалы, на которые может быть установлен интерфейс для продажи); возможность работы с агентствами по продаже билетов. Предоставление им ограниченного доступа к системе.



5. Расчет затрат на создание системы

Затраты на создание системы делятся на капитальные и эксплуатационные.

Затраты на создание системы определяются по формуле

5.1)

где - капитальные затраты, тыс. руб.; - эксплуатационные затраты, тыс. руб. Капитальные затраты определяются по формуле:

(5.2)

где - затраты на приобретение технических средств, тыс. руб.; - затраты на монтаж и установку, тыс. руб.; - затраты на приобретения программного обеспечения, тыс. руб. Затраты на приобретение технических средств, программного обеспечения, монтаж и установку определяются по следующим формулам

где - число технических средств i-той категории;

- стоимость одного технического средства i-той категории, тыс. руб.

где - затраты на приобретение системного программного обеспечения (Windows XP Professional SP2). - затраты на приобретение прикладного программного обеспечения

Затраты на приобретение технических средств, программного обеспечения, монтаж и установку составляют

руб;

Эксплуатационные затраты определяются по формуле

где - затраты на заработную плату, тыс. руб.;

- затраты на электроэнергию, тыс. руб.;

- накладные расходы, тыс. руб.;

- затраты на техобслуживание и ремонт, тыс. руб.

Затраты на заработную плату персонала, работающего на ЭВМ, рассчитываются по формуле

где - величина заработной платы одного работника в месяц, руб./месяц;

n ? количество ЭВМ.

Затраты на электроэнергию определяются по формуле



где - годовой фонд рабочего времени, ч;

- стоимость 1 кВтч, руб./кВтч;

- мощность i-го технического средства, Вт.

Накладные расходы и затраты на техобслуживание и ремонт рассчитываются по следующим формулам соответственно:

Накладные расходы и затраты на техобслуживание и ремонт составляют

Эксплуатационные затраты составляют

Затраты на создание системы составляют

В результате проведенных расчетов определили что затраты на создания системы составят 1 344 802 065 руб. Из них капитальные затраты 157 278 600 руб, эксплуатационные затраты 1 187 523 465 руб.



6. Разработка вопросов техники безопасности и охраны труда

Требования по электрической безопасности.

Персональный компьютер -- электроприбор. От прочих электроприборов он отличается тем, что для него предусмотрена возможность длительной эксплуатации без отключения от электрической сети. Кроме обычного режима работы компьютер может находиться в режиме работы с пониженным электропотреблением или в дежурном режиме ожидания запроса. В связи с возможностью продолжительной работы компьютера без отключения от электросети следует уделить особое внимание качеству организации электропитания.

Недопустимо использование некачественных и изношенных компонентов в системе электроснабжения, а также их суррогатных заменителей: розеток, удлинителей, переходников, тройников. Недопустимо самостоятельно модифицировать розетки для подключения вилок, соответствующих иным стандартам. Электрические контакты розеток не должны испытывать механических нагрузок, связанных с подключением массивных компонентов (адаптеров, тройников и т. п.).

Все питающие кабели и провода должны располагаться с задней стороны компьютера и периферийных устройств. Их размещение в рабочей зоне пользователя недопустимо.

Запрещается производить какие-либо операции, связанные с подключением, отключением или перемещением компонентов компьютерной системы без предварительного отключения питания.

Компьютер не следует устанавливать вблизи электронагревательных приборов и систем отопления.

Недопустимо размещать на системном блоке, мониторе и периферийных устройствах посторонние предметы: книги, листы бумаги, салфетки, чехлы для защиты от пыли. Это приводит к постоянному или временному перекрытию вентиляционных отверстий.

Запрещается внедрять посторонние предметы в эксплуатационные или вентиляционные отверстия компонентов компьютерной системы.

Требования к видеосистеме.

На рабочем месте монитор должен устанавливаться таким образом, чтобы исключить возможность отражения от его экрана в сторону пользователя источников общего освещения помещения.

Расстояние от экрана монитора до глаз пользователя должно составлять от 50 до 70 см. Не надо стремиться отодвинуть монитор как можно дальше от глаз, опасаясь вредных излучений (по бытовому опыту общения с телевизором), потому что для глаза важен также угол обзора наиболее характерных объектов. Оптимально, размещение монитора на расстоянии 1,5 D от глаз пользователя, где D -- размер экрана монитора, измеренный по диагонали. Сравните эту рекомендацию с величиной 3...5 D, рекомендованной для бытовых телевизоров, и сопоставьте размеры символов на экране монитора (наиболее характерный объект, требующий концентрации внимания) с размерами объектов, характерных для телевидения (изображения людей, сооружений, объектов природы). Завышенное расстояния от глаз до монитора приводит к дополнительному напряжению органов зрения, сказывается на затруднении перехода от работы с монитором к работе с книгой и проявляется в преждевременном развитии дальнозоркости.

Важным параметром является частота кадров, которая зависит от свойств монитора, видеоадаптера и программных настроек видеосистемы. Для работы с текстами минимально допустима частота кадров 72 Гц. Для работы с графикой рекомендуется частота кадров от 85 Гц и выше.

Требования к рабочему месту.

В требования к рабочему месту входят требования к рабочему столу, посадочному месту (стулу, креслу), Подставкам для рук и ног. Несмотря на кажущуюся простоту, обеспечить правильное размещение элементов компьютерной системы и правильную посадку пользователя чрезвычайно трудно. Полное решение проблемы требует дополнительных затрат, сопоставимых по величине со стоимостью отдельных узлов компьютерной системы, поэтому и биту и на производстве этими требованиями часто пренебрегают.

Несмотря на то, что школьники проводят в компьютерном классе сравнительно немного времени, обучить их правильной гигиене труда на достойном примере очень важно, чтобы полезные навыки закрепились на всю жизнь. Это не просто требование гигиены, а требование методики.

1. Монитор должен быть установлен прямо перед пользователем и не требовать поворота головы или корпуса тела. 2. Рабочий стол и посадочное место должны иметь такую высоту, чтобы уровень глаз пользователя находился чуть выше центра монитора. На экран монитора следует смотреть сверху вниз, а не наоборот. Даже кратковременная работа с монитором, установленным слишком высоко, приводит к утомлению шейных отделов позвоночника.

3. Если при правильной установке монитора относительно уровня глаз выясняется, что ноги пользователя не могут свободно покоиться на полу, следует установить подставку для ног, желательно наклонную. Если ноги не имеют надежной опоры, это непременно ведет к нарушению осанки и утомлению позвоночника. Удобно, когда компьютерная мебель (стол и рабочее кресло) имеют средства для регулировки по высоте. В этом случае проще добиться оптимального положения.

4. Клавиатура должна быть расположена на такой высоте, чтобы пальцы рук располагались на ней свободно, без напряжения, а угол между плечом и предплечьем составлял 100° -- 110°. При использовании обычных школьно-письменных столов добиться одновременно правильного " положения и монитора, и клавиатуры практически невозможно. Для работы рекомендуется использовать специальные компьютерные столы, имеющие выдвижные полочки для клавиатуры. Если такой полочки нет и клавиатура располагается на том же столе, что и монитор, использование подставки для ног становится практически неизбежным, особенно когда с компьютером работают дети.

5. При длительной работе с клавиатурой возможно утомление сухожилий кистевого сустава. Известно тяжелое профессиональное заболевание -- кистевой туннельный синдром, связанное с неправильным положением рук на клавиатуре. Во избежание чрезмерных нагрузок на кисть желательно предоставить рабочее кресло с подлокотниками, уровень высоты которых, замеренный от пола, совпадает с уровнем высоты расположения клавиатуры.

6. При работе с мышью рука не должна находиться на весу. Локоть руки или хотя бы запястье должны иметь твердую опору. Если предусмотреть необходимое расположение рабочего стола и кресла затруднительно, рекомендуется применить коврик для мыши, имеющий специальный опорный валик. Нередки случаи, когда в поисках опоры для руки (обычно правой) располагают монитор сбоку от пользователя (соответственно, слева), чтобы он работал вполоборота, опирая локоть или запястье правой руки о стол. Этот прием недопустим. Монитор должен обязательно находиться прямо перед пользователем.

Требования безопасности перед началом работы

Перед началом работы следует убедиться в исправности электропроводки, выключателей, штепсельных розеток, при помощи которых оборудование включается в сеть, наличии заземления компьютера, его работоспособности,

Требования безопасности во время работы

Во избежание повреждения изоляции проводов и возникновения коротких замыканий не разрешается: вешать что-либо на провода, закрашивать и белить шнуры и провода, закладывать провода и шнуры за газовые и водопроводные трубы, за батареи отопительной системы, выдергивать штепсельную вилку из розетки за шнур, усилие должно быть приложено к корпусу вилки.

Для исключения поражения электрическим током запрещается: часто включать и выключать компьютер без необходимости, прикасаться к экрану и к тыльной стороне блоков компьютера, работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании мокрыми руками, работать на средствах вычислительной техники и периферийном оборудовании, имеющих нарушения целостности корпуса, нарушения изоляции проводов, неисправную индикацию включения питания, с признаками электрического напряжения на корпусе, класть на средства вычислительной техники и периферийном оборудовании посторонние предметы.

Запрещается под напряжением очищать от пыли и загрязнения электрооборудование.

Запрещается проверять работоспособность электрооборудования в неприспособленных для эксплуатации помещениях с токопроводящими полами, сырых, не позволяющих заземлить доступные металлические части.

Недопустимо под напряжением проводить ремонт средств вычислительной техники и периферийного оборудования. Ремонт электроаппаратуры производится только специалистами-техниками с соблюдением необходимых технических требований.

Во избежание поражения электрическим током, при пользовании электроприборами нельзя касаться одновременно каких-либо трубопроводов, батарей отопления, металлических конструкций , соединенных с землей.

При пользовании электроэнергией в сырых помещениях соблюдать особую осторожность.

Требования безопасности в аварийных ситуациях

При обнаружении неисправности немедленно обесточить электрооборудование, оповестить администрацию. Продолжение работы возможно только после устранения неисправности.

При обнаружении оборвавшегося провода необходимо немедленно сообщить об этом администрации, принять меры по исключению контакта с ним людей. Прикосновение к проводу опасно для жизни.

Во всех случаях поражения человека электрическим током немедленно вызывают врача. До прибытия врача нужно, не теряя времени, приступить к оказанию первой помощи пострадавшему.

Необходимо немедленно начать производить искусственное дыхание, наиболее эффективным из которых является метод «рот в рот» или «рот в нос», а также наружный массаж сердца.

Искусственное дыхание пораженному электрическим током производится вплоть до прибытия врача.

На рабочем месте запрещается иметь огнеопасные вещества

В помещениях запрещается:

а) зажигать огонь;

б) включать электрооборудование, если в помещении пахнет газом;

в) курить;

г) сушить что-либо на отопительных приборах;

д) закрывать вентиляционные отверстия в электроаппаратуре.

Источниками воспламенения являются:

а) искра при разряде статического электричества;

б) искры от электрооборудования;

в) искры от удара и трения;