Автоматизированные системы обработки информации и управления на автомобильном транспорте

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автоматизированные системы обработки информации и управления на автомобильном транспорте

Учебник

А.Б. Николаев, С.В. Алексахин,

И.А. Кузнецов, В.Ю. Строганов

Учебник Под редакцией А. Б. Николаева

Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебника для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования, обучающихся по специальности 2401 «Организация перевозок и управление на транспорте (по видам транспорта)»

УДК 681.51/.54 ББК 65.37

А22Ц

Рецензенты: зав. кафедрой «Вычислительные системы и сети» Московского государственного института электроники и математики д.т.н. проф. В. С. Жданов; зав. кафедрой СОИУ МГТУ им. Н. Э. Баумана д.т.н. проф. В.М. Черненький

Автоматизированные системы обработки информации и управления на автомобильном транспорте: Учебник для сред, проф.образования / А. Б. Николаев, С. В. Алексахин, И. А. Кузнецов, В. Ю. Строганов; Под ред. А. Б. Николаева. -- М.: Издательский центр «Академия», 2003. -- 224 с. ISBN 5-7695-1184-2

Рассмотрены особенности разработки и использования автоматизированных систем обработки информации и управления различного класса и назначения для автоматизации деятельности предприятий автотранспортного комплекса. Представлены современные информационные технологии, включая корпоративные информационные системы, глобальные телекоммуникационные системы, навигационные системы и системы автоматизированной идентификации объектов. С системотехнических позиций описаны основные требования к корпоративным информационным системам и приведены примеры их использования на автотранспортных предприятиях, в экспедиторских и логистических фирмах.

© Николаев А.Б., Алексахин СВ.,

Кузнецов И.А., Строганов В.Ю., 2003 © Издательство «Мастерство», 2003 © Оформление. Издательский центр «Академия», 2003

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АИС -- автоматизированная информационная система

АИТУ -- автоматизированная информационная технология управления

АРМ -- автоматизированное рабочее место

АРНСУ -- автоматизированная радионавигационная система управления

АС -- автоматизированная система

АСДУ -- автоматизированная система диспетчерского управления

АСК -- автоматизированная система контроля и испытаний

АСНИ -- автоматизированная система научных исследований

АСОИ -- автоматизированная система обработки информации

АСОИУ -- автоматизированная система обработки информации и управления

АСОУ-Г -- автоматизированная система оперативного управления грузовым автотранспортом

АСТПП -- автоматизированная система технологической подготовки производства

АСУ -- автоматизированная система управления

АСУ АТП -- автоматизированная система управления автотранспортным предприятием

АСУП -- автоматизированная система управления предприятием

АСУ ТП -- автоматизированная система управления технологическими процессами

АТП -- автотранспортное предприятие

БД -- база данных

ВТ -- вычислительная техника

ГИС -- геоинформационные системы

ГПД -- городской пассажирский транспорт

ГСМ -- горюче смазочные материалы

ГТС -- граф транспортной сети

ЕИТСТК -- единая информационно-телекоммуникационная система транспортного комплекса

ЖЦ -- жизненный цикл

ЗС -- земная станция

ИВЕ -- информационно-вычислительные сети

ИНС -- информационно-навигационная система

ИП -- интегрированный пакет

ИПП -- информационные потребности пользователя

ИПС -- информационно-поисковая система

ИС -- информационная система

ИСА -- информационная система автоперевозок

ИТСГ -- информационно-телекоммуникационная система грузовых перевозок

ИСУП -- интегрированная система управления предприятием (основа для построения КИС)

ИТ -- информационная технология

КА -- космические аппараты

КИЗ -- корпоративная информационная система

КП -- контрольный пункт

КСА -- комплекс средств автоматизации

ЛВС -- локальная вычислительная сеть

ЛПР -- лицо, принимающее решение

ЛС -- локальная сеть

МИСНС -- малогабаритная инерциальная спутниковая навигационная система

МНК -- метод наименьших квадратов

МСТ -- мобильный связной терминал

МТС -- материально-техническое снабжение, модель транспортной сети, мобильные телесистемы

НСД -- несанкционированный доступ

ОАСУ -- отраслевая автоматизированная система управления

ОТ -- орбитальная группировка

ОДДС -- объединенная дежурно-диспетчерская служба

ОЗУ -- оперативное запоминающее устройство

ОМП -- определение местоположения

ОС -- операционные системы

ОСУ -- организационные системы управления

ПЕ -- подвижная единица

ПК -- персональный компьютер

ПО -- программное обеспечение

ПП -- программный продукт

ПС -- подвижной состав

ПСП -- псевдослучайная последовательность

РБД -- распределенная база данных

РИВС -- распределенная информационно-вычислительная сеть

САПР -- системы автоматизированного проектирования

СВТ -- средства вычислительной техники

СДТС -- система диспетчеризации транспортных средств

СНЕ -- спутниковая навигационная система

СОД -- система обработки данных

СПО -- системное программное обеспечение

СППР -- система поддержки принятия решений

СРНС -- спутниковая радионавигационная система

ССП -- сменно-суточный план

ЕСС -- спутниковая система связи

СТ -- стандартная точность кода

СУБД -- система управления базами данных

ТЕ -- транспортная единица

ТЗ -- техническое задание

ТК -- транспортный комплекс

ТС -- транспортная сеть

ТЭО -- технико-экономическое обоснование

ТЭП -- технико-экономическое планирование

УДЭ -- улично-дорожная сеть

УПЕ -- устройство подвижной единицы

ЦДС -- центральная диспетчерская станция

ИДУ -- центр диспетчерского управления

ЦУКС -- центр управления космическим сегментом

ДУНС -- центр управления наземным сегментом

ЦУП -- центр управления перевозками

ЦУПУ -- центр управления поставщиков услуг

ЧС -- чрезвычайная ситуация

APRP (Adaptive Pattern Recognition Processing) -- технология адаптивного распознавания образов

AS (Anti Spoofing) -- режим дополнительного шифрования

AVL (Automatic Vehicle Location System) -- система автоматизированного определения местоположения транспортного средства

BOM (Bill Of Material) -- материально-техническое обеспечение

DMA (Document Management Association) -- ассоциация управления документами

EDMS (Electronic Document Management Systems) -- системы управления электронными документами

EIS (Executive Information System) -- информационная система руководителя

FTP (File Transfer Protocol) -- протокол передачи данных

GDF (Geographic Data Files) -- стандарт организации

МТС GDN (Globalstar Data Network) -- сеть передачи данных «Глобалстар»

GEO -- специальный картографический модуль

GPS (Global Positioning System) -- глобальная система позиционирования Groupware -- системы, ориентированные на автоматизацию работы небольшого коллектива и поддерживающие совместное использование информации группой пользователей

MRP (Material Require Planing) -- планирование потребностей в материалах

OCR(Optical Character Recognition) -- системы оптического распознавания символов

ODMA (Open Document Management Association) -- ассоциация управления открытыми документами

OLAP (Online Analytical Processing) -- система оперативного анализа обработки данных

OLTP (Online Transaction Processing) -- система оперативной обработки запросов

OMG (Object Management Group) -- группа по технологии манипулирования объектами

PIF (Process Interchange Format & Framework) -- формат и структура обмена процессами

SMS Service -- режим передачи коротких сообщений UML (Unified Modelling Language) -- унифицированный язык моделирования

WfMC (Workflow Management Coalition) -- коалиция управления потоками работ

Workflow -- системы, ориентированные на автоматизацию работы корпорации и поддерживающие разделение работ, т.е. выполнение одной «большой» работы группой исполнителей

WPDL (Workflow Process Definition Language) -- язык описания workflow-процессов

WWW (World Wide Web) server -- сервер «мировой паутины»

ПРЕДИСЛОВИЕ

«Автоматизированные системы обработки информации и управления (по отраслям)» -- специальность, по которой готовят специалистов, занимающихся созданием человеко-машинных систем (включая исследование, разработку, проектирование и эксплуатацию), предназначенных для переработки информации и автоматизации процессов управления организационно-техническими системами. Необходимость развития данной специальности и ее народно-хозяйственное значение обусловлены тем, что совершенствование управления народным хозяйством на основе создания автоматизированных систем управления повышает эффективность всех звеньев управления народным хозяйством страны.

Специальность предполагает следующие области исследований:

* разработка научных основ построения автоматизированных систем управления и обработки информации (АСУ);

* разработка теоретических основ алгоритмизации функциональных задач управления и переработки информации, анализ эффективности АСУ;

* разработка принципиально новых методов организации и ведения информационной базы и банков данных, в том числе методов оптимизации их информационных массивов;

* разработка методов преобразования и передачи информации в автоматизированных системах управления;

* разработка систем реального времени в области организационного управления и переработки информации;

разработка методов контроля, кодирования и обеспечения достоверности информации;

* разработка мультимедийных систем и сложных прикладных программ;

разработка научных основ технического обеспечения АСУ;

* разработка методов обеспечения системной совместимости и интеграции АСУ, АСУ ТП;

* разработка создание вычислительных систем и сетей передачи информации.

Перечисленные выше направления с различной степенью подробности рассмотрены в настоящем учебнике. Материал учебника охватывает основные разделы типового учебного плана и примерной рабочей программы по дисциплине «Автоматизированные системы управления» для специальности 2401 «Организация перевозок и управление на транспорте (автомобильном)».

При написании учебника авторы сознательно минимизировали изложение теоретических вопросов. В учебнике освещены основные вопросы создания и использования АСУ на автомобильном транспорте. Авторы попытались отойти от типовой содержательной части учебника по АСУ и традиционных принципов изложения материала. Акцент сделан на рассмотрении новых информационных технологий (корпоративных информационных систем, информационно-навигационных систем управления подвижными единицами, взаимодействии информационно-телекоммуникационной инфраструктуры России с глобальными информационными сетями и т.д.).

Важное место занимают вопросы спутниковой навигации и ее использования для организации деятельности различных автотранспортных предприятий, а также функционирования городского пассажирского транспорта. При описании информационного обеспечения, представляющего собой ядро современных АСУ, рассматривается современный подход к их построению с использованием спутниковых систем навигации и возможностей Интернета при организации перевозок. В разделе технического обеспечения основное внимание уделено вопросам построения и использования локальных вычислительных сетей.

Раздел программно-математического обеспечения дает представление о современных системах программного обеспечения и наиболее распространенных математических методах, использующихся в АСУ на автомобильном транспорте.

В разделе организационного, правового и эргономического обеспечения значительное внимание уделено наиболее актуальным в настоящее время вопросам сохранения информации в АСУ, а также защищенности от несанкционированного доступа.

Функциональные подсистемы рассмотрены на примере организации работы подвижного состава по перевозке ЖБИ Первого автокомбината г. Москвы.

Представлены ссылки на актуальные веб-сайты, дающие возможности поиска как свободного подвижного состава, так и наличия груза к перевозке по конкретным направлениям. Рассмотрены существующие внутрифирменные информационные системы.

Особый интерес представляют разделы, посвященные описанию возможностей взаимодействия субъектов рынка автоперевозок с использованием Интернет- и Интранет-технологий.

Приведены рекомендации по подбору информационно-аналитической системы. Охвачен весь спектр вопросов, начиная с определения состава задач выбора КТС и программного обеспечения, заканчивая описанием процесса разработки и внедрения АСУ.

Авторы уделили повышенное внимание методической проработке материала, его структурированию и изложению с позиций системотехники, что само по себе важно для подготовки специалистов в этой области.

автоматизированный управление автотранспортный

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизированные системы управления нашли широкое применение во всех отраслях экономики. Создано и функционирует несколько тысяч АСУ различного класса и назначения.

Создание АСУ связано с анализом объекта управления, выбором критериев управления, определением структуры и функций системы. Параметры функций управления определяются особенностями объекта. Отдельные функции подлежат автоматизации на базе комплекса технических средств (КТС).

Множественность трактовок определения АСУ, существующая в настоящее время, может быть сложна для обучаемого.

В ряде литературных источников термин АСУ заменяется более модным термином «логистика», который обозначает одну из частных задач АСУ на автомобильном транспорте, а именно комплексный подход к организации товародвижения.

Еще одним современным термином, заменяющим АСУ и отражающим управление автотранспортом с использованием навигационных систем, является «телематика». Авторы никоим образом не оспаривают правомерность использования различных обозначений, но в настоящем учебнике придерживаются в основном классической терминологии, используя в качестве объекта рассмотрения автоматизированные системы обработки информации и управления (АСОИУ) на автомобильном транспорте.

Определение АСОИУ, сохраняя преемственность проверенного временем общепринятого определения АСУ, удачно отражает существо различных процессов управления, в основе которых лежат процессы обработки информации в любой предметной области и в том числе на автомобильном транспорте.

АСОИУ создается для удовлетворения информационных потребностей конкретного пользователя, и он принимает непосредственное участие в ее работе. Под функционированием АСОИУ в данном случае подразумевается решение задач пользователем на основе информационного и программного обеспечения, которые созданы проектировщиками и другими специалистами на различных этапах автоматизации обработки информации.

Первые разработки АСУ не содержали принципиально новой методологии, а лишь использовали дорогостоящую вычислительную технику в качестве большого арифмометра для снижения трудоемкости операций в традиционной технологии решения задач управления. Недостатком, причем весьма распространенным, автоматизированных систем организационного управления был низкий уровень постановки задач. Одна из причин этого -- недостаточное участие специалистов отделов и служб управления в исследовании потоков информации, описании экономико-организационной сущности задач, проектировании выходной информации. Кроме того, в автоматизированном режиме обрабатывался не весь комплекс задач, решаемых тем или иным специалистом.

Опыт создания АСОИУ показывает, что только специалист может наиболее полно и квалифицированно описать особенности выполняемой работы, входной и выходной информации. Участие пользователя не следует ограничивать лишь постановкой задач, он должен проводить и пробную эксплуатацию системы. Находясь за компьютером, пользователь может обнаружить недостатки в постановке задач, корректировать при необходимости входную и выходную информацию, формы выдачи результатов. Участие в пробной эксплуатации дает возможность активного обучения пользователя работе на компьютере, знакомства с программными средствами, адаптации к новым условиям работы, новой технологии, к новой, все более усложняющейся технике. Опыт показывает, что у специалиста должно складываться совершенно иное отношение к работе в условиях АСОИУ, если ее создание предусматривает максимально возможный охват автоматизацией функции, непосредственно выполняемых им.

Участие пользователя в создании АСОИУ должно обеспечивать в перспективе как оперативное и качественное решение задач, так и сокращение сроков внедрения новых технологий. При этом происходит активное обучение пользователя, повышается уровень его квалификации как постановщика, разработчика. Все необходимые потребителю навыки работы в новой технологической среде совершенствуются и закрепляются в процессе опытной эксплуатации АСОИУ и последующей работы. Однако для этого пользователь должен быть заранее ознакомлен с методикой проведения обследования объекта, порядком обобщения его результатов. Это поможет ему определить подлежащие автоматизированной обработке задачи, квалифицированно произвести их постановку.

Постановка задачи -- это описание задачи по определенным правилам, которое дает исчерпывающее представление о ее сущности, последовательности преобразования информации для получения результата. На основе постановки задачи программист должен представить логику ее решения и рекомендовать стандартные программные средства, пригодные для ее реализации.

Регламентация постановки задачи устраняет трудности взаимодействия «пользователь -- прикладной программист», делает это взаимодействие более эффективным. Для постановки задачи используются необходимые исходные данные.

Такими сведениями располагает сотрудник соответствующей службы, осуществляющий решение задачи в условиях старой технологии (ручной обработки или с использованием компьютерной техники).

Постановка задачи требует от пользователя не только профессиональных знаний той предметной области, для которой делается постановка, но и знаний компьютерных информационных технологий.

Пользователь, как правило, приобретает и применяет готовые программные пакеты, ориентированные на определенные виды деятельности (бухгалтерскую, финансовую, плановую и т.д.). Такое направление является на сегодня ведущим в сфере компьютеризации и информатизации обслуживания пользователей. Нередко оно дополняется разработкой оригинальных прикладных программ. Однако в любом случае постановка задачи требуется.

При постановке задачи необходимо обратить внимание на объемно-временные характеристики. Они отражают объемы входной и выходной информации (количество документов, строк, знаков, обрабатываемых в единицу времени), временные особенности поступления, обработки и выдачи информации.

В процессе описания постановки задачи важно выверить точность и полноту названий всех информационных единиц и их совокупностей. Четкость наименований информационных единиц, однозначность их идентификации, устранение синонимов и омонимов в названиях экономических показателей обеспечивают более высокое качество результатов обработки.

Жизнь современного общества немыслима без современных информационных технологий. Совершенствование производственного процесса невозможно без постоянного поиска наиболее результативного варианта соотношения количества затраченных ресурсов (входа производственной системы) и количества полученных товаров и услуг (выхода системы). Таким образом, говоря о интенсификации работы производственной системы, нельзя недооценивать управляющие воздействия, которые формируются на основании обработки информации о состоянии системы. От своевременности и точности решений, которую могут обеспечить современные информационные технологии, напрямую зависит эффективность, а как следствие -- выживаемость любой производственной системы.

Появление персонального компьютера произвело информационную революцию. За дисплей ЭВМ сел непрограммист. Информация стала ресурсом наравне с материалами, энергией и капиталом. Появилась новая экономическая категория -- национальные информационные ресурсы. Истощение природных ресурсов привело к использованию воспроизводимых ресурсов, основанных на применении научных знаний. Затраты на получение профессиональных знаний, используемых в производстве наукоемких изделий на базе персональных компьютеров, составляют приблизительно 70 % себестоимости продукции, а число занятых в сфере обработки информации -- 60 -- 90% экономически активного населения индустриально развитых стран.

Роль автомобильного транспорта весьма важна как для перевозок пассажиров и грузов, так и для всей совокупности сопутствующих мощностей в производстве и ремонте подвижного состава. В настоящее время сложились два направления автоматизации управленческой деятельности, связанные с применением автоматических и автоматизированных систем. Они различаются характером объектов управления. В одном случае объектами управления являются технологические процессы, в частности работа оборудования, и человек принимает участие в процессе управления косвенно, а в другом -- коллективы, занятые в сфере материального производства и обслуживания, где роль человека остается определяющей.

ГЛАВА 1. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ АВТОМАТИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ НА ТРАНСПОРТЕ

1.1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПОНЯТИЯ

Совокупность управляющих воздействий, направленных на то, чтобы действительный ход процесса соответствовал желаемому, называют управлением. Предполагается, что существует некоторый орган, систематически или по мере необходимости вырабатывающий управляющие воздействия. Такой управляющий орган принято называть системой управления. Управление обычно осуществляется через исполнительные органы, которые изменяют действительный ход процесса. Управление должно быть целенаправленным, т. е. управляющие воздействия необходимо скоординировать между собой, чтобы исключить возможность воздействий, противоположных друг другу.

Управление предполагает наличие управляемого объекта или группы объектов (живой организм или его часть, отдельный механизм или технологическая установка, предприятие или отрасль народного хозяйства и т.д.). Управляющий орган вырабатывает управляющие воздействия, направленные на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта в соответствии с имеющейся программой или целью управления. Процесс управления -- это целенаправленное воздействие управляющей системы на управляемую, ориентированное на достижение определенной цели и использующее главным образом информационный поток. Оптимальное управление заключается в выборе наилучших управляющих воздействий из множества возможных с учетом ограничений и на основе информации о состоянии управляемого объекта и внешней среды.

Управление коллективами считается одной из наиболее сложных областей человеческой деятельности. В системах административного или организационного управления управляющее воздействие заключается в принятии решений, планировании и оперативном управлении, реализуемых на более низких уровнях управления, а также в контроле принятых решений. Людей, выполняющих эти функции, называют администраторами или руководителями. Применяют термины «менеджер» -- руководитель, управляющий -- и «менеджмент» -- административное управление.

В производственных системах человек с помощью технических средств, которыми он манипулирует, непосредственно управляет технологическим или производственным процессом. Человека, осуществляющего такое управление, называют оператором, а систему, составным элементом которой является оператор, называют эргатической (от греч. эргатес -- действующее лицо, деятель).

Учитывая, что технология -- это правила действия с использованием каких-либо средств, которые являются общими для целой совокупности задач или задачных ситуаций. Если реализация технологии направлена на выработку управляющего воздействия, то это технология управления.

Уровень управления производственным процессом является важнейшим фактором, определяющим уровень эффективности производства. Особые требования к управлению предъявляются в организации автомобильных перевозок. Производственный процесс автоперевозок должен органически объединять производственные процессы клиентов, непосредственно связывая в единый цикл операции от момента возникновения потребности в информации до получения продукции, включая удовлетворение потребностей, напрямую не связанных с конкретными материальными объектами. Управление автомобильными перевозками представляет собой достаточно сложную комплексную систему, включающую в себя органы, кадры и технику управления.

В системе, где происходят материальные процессы, связанные с переработкой сырья, движением финансов, использованием механизмов и машин и так далее, они реализуются лишь через деятельность людей, входящих в данную систему, и находятся в прямой зависимости от их поведения. Поэтому автоматизация деятельности персонала напрямую влияет и на производство.

Особую актуальность проблема внедрения в производство совершенной организационной системы управления (ОСУ) приобрела в условиях рыночной экономики. Автоматизированная система управления в отличие от автоматических систем предполагает участие в управлении человека, выступающего в качестве субъекта управления и выполняющего функции интегрирующего звена.

Определим понятие «система». Оно широко используется в науке, технике и повседневной жизни, когда говорят о упорядоченной совокупности каких-либо элементов. Система является фундаментальным понятием таких теоретических дисциплин, как системотехника, общая теория систем, исследование операций, системный анализ. Система -- это объективное единство закономерно связанных предметов, явлений, сведений, а также знаний о природе, обществе и т.п. Каждый объект считается системой, если обладает четырьмя основными свойствами или признаками: целостностью и делимостью, наличием устойчивых связей, организацией и эмерджентностью.

Система -- это прежде всего целостная совокупность элементов. Это означает, что, с одной стороны, система -- целостное образование и, с другой -- в ее составе отчетливо могут быть выделены отдельные объекты (элементы). Для системы первичным является признак целостности, т. е. она рассматривается как единое целое, состоящее из совместимых взаимодействующих частей, часто разнокачественных.

Наличие устойчивых связей (отношений) между элементами или (и) их свойствами, более прочными, чем связи этих элементов с элементами, не входящими в данную систему также является важным атрибутом системы.

Организация характеризуется упорядоченностью элементов системы и определяет ее структуру.

Эмерджентность предполагает наличие таких качеств (свойств), которые присущи системе в целом, но не свойственны ни одному из ее элементов в отдельности.

Наличие интегрированных качеств показывает, что свойства системы хотя и зависят от свойств элементов, но не определяются ими полностью. Отсюда можно сделать выводы:

1) система не сводится к простой совокупности элементов;

2) расчленяя систему на отдельные части, изучая каждую из них в отдельности, нельзя познать все свойства системы в целом.

Любой объект, который обладает всеми рассматриваемыми свойствами, можно называть системой. Одни и те же элементы (в зависимости от принципа, используемого для их объединения в систему) могут образовывать различные по свойствам системы. Поэтому характеристики системы в целом определяются не только и не столько характеристиками составляющих ее элементов, сколько характеристиками связей между ними. Добавление элементов в систему не только вводит новые связи, но и изменяет характеристики многих или всех прежних взаимосвязей, приводит к исключению некоторых из них или появлению новых.

АСУ представляет собой организационно-техническую систему, обеспечивающую выработку решений на основе автоматизации информационных процессов. В зависимости от сферы автоматизируемой деятельности автоматизированные системы (АС) разделяют на:

* АС управления (ОАСУ, АСУП, АСУ ТП, и др.);

* системы автоматизированного проектирования (САПР);

* АС научных исследований (АСНИ);

* АС обработки информации (АСОИ);

* АС технологической подготовки производства (АСТПП);

* АС контроля и испытаний (АСК);

* системы, автоматизирующие сочетания различных видов деятельности.

АС реализуют информационную технологию (ИТ) в виде определенной последовательности информационно связанных функций, задач или процедур, выполняемых в автоматическом режиме. В настоящее время говорят о новых ИТ.

Новая информационная технология -- это технология, которая основывается на активном использовании компьютеров пользователями-непрофессионалами в области программирования с высоким уровнем дружественного пользовательского интерфейса, широким применением пакетов прикладных программ общего и проблемного направления, использованием режима реального времени, работой с удаленными базами данных и программами благодаря наличию Интернет-доступа.

Под автоматизированной информационной технологией управления (АИТУ) понимается система методов и способов сбора, накопления, хранения, поиска, обработки и защиты управленческой информации на основе применения развитого программного обеспечения (ПО), средств вычислительной техники (ВТ) и связи, а также способов, с помощью которых эта информация предоставляется пользователям.

Структура конкретной АИТУ для своей реализации предполагает наличие трех составляющих:

* комплекса технических средств, объединяющего вычислительную, коммуникационную и организационную технику;

* системы программных средств, состоящей из системного (общего) и прикладного ПО;

* системы организационно-методического обеспечения, включающей в себя инструктивные и нормативно-методические материалы по организации работы управленческого и технического персонала в рамках конкретной АИТУ обеспечения управленческой деятельности.

В многоуровневых АИТУ одинаково успешно могут быть решены как проблемы оперативной работы с информацией, так и проблемы анализа экономических ситуаций при выработке и принятии управленческих решений. Потребность в аналитической работе при переходе к рынку в условиях образования новых организационных структур, функционирующих на основе различных форм собственности, неизмеримо возрастает. Эта задача решается путем совершенствования интегрированной обработки информации, когда новая ИТ начинает включать в работу базы знаний.

В настоящее время критериями эффективности АС являются степень оперативности в принятии решений и возможность использования экономико-математических методов и моделей для анализа конкретных финансово-производственных ситуаций.

В настоящее время выделяют четыре основные тенденции развития ИТ управления.

1. Изменение характеристик информационного продукта, который все больше превращается в гибрид результатов расчетно-аналитической работы и услуги, предоставляемой индивидуальному пользователю ПК.

2. Параллельное взаимодействие логических АИТУ, совмещение различных видов информации (текста, графики, цифр, звуков) с ориентацией на одновременное восприятие человеком посредством органов чувств.

3. Ликвидация всех промежуточных звеньев на пути от источника информации к ее потребителю. Например, становится возможным непосредственное общение автора и читателя, продавца и покупателя, певца и слушателя, преподавателя и обучающегося, ученых и специалистов через систему видеоконференций, электронную почту и т. п.

4. Глобализация информационных технологий в результате использования спутниковой связи и всемирной сети Интернет, благодаря чему люди смогут общаться между собой и с общей базой данных, находясь в любой точке планеты.

Таким образом, АСУ -- это человекомашинная система, предназначенная для сбора, обработки и выдачи информации, необходимой для оптимизации управления в различных сферах человеческой деятельности. АСУ базируется на использовании экономико-математических методов, средств ВТ и связи для отыскания и реализации наиболее эффективного управления объектом.

На рис. 1.1 представлена классификация АСУ по наиболее распространенным признакам. Объектами управления в АСУ являются системы организационно-экономического типа, к которым относятся предприятия, производственные объединения, отрасли народного хозяйства, территориальные и промышленные комплексы.

Специфика построения организационной системы управления (ОСУ) с применением АСУ связана с тем, что цели, которых надо достичь, часто формулируются недостаточно определенно. В связи с этим возникает первоначальная задача -- уточнение конкретных целей.

Для обеспечения управляемости организационная система должна иметь замкнутый контур управленческих процедур, основанных на анализе информации объекта управления, т.е. в основе системы должен лежать принцип обратной связи.

Характерной особенностью автотранспортного производства, влияющей на формирование системы управления, является его динамичность. Автотранспортное обслуживание как набор взаимосвязанных структур представляет собой сложную динамическую систему, в которой большое место занимают стохастические процессы.

Динамичность наблюдается и в процессе транспортировки как таковом, где участвуют множество подвижных единиц (ГШ), а также в процессе технического обслуживания и ремонта, когда количество технических воздействий на подвижной состав (ПС) является переменной величиной и находится под влиянием множества внешних и внутренних причин.

Еще одной специфической особенностью автотранспортных систем является территориальная разобщенность объектов и отдаленность их от координирующих органов управления, при условии разнотипности организационных форм участников процесса перевозки. Для автотранспортного предприятия (АТП) кроме традиционных характеристик (среднесписочное количество ПЕ, структура парка автомобилей, наличие или отсутствие производственно-технической базы, преимущественный вид перевозок: грузовые, пассажирские, смешанные), в настоящее время важнейшей является гибкость организационной структуры.

Отсюда следует, что для АТП как объекта управления, характерны следующие отличительные особенности.

1. Зависимость функционирования АТП от технологических процессов клиентов, а также влияние перевозочного процесса на экономические результаты их деятельности.

2. Зависимость активности элементов организационной структуры и эффективности управления от внешних условий.

3. Динамичность и стохастичность, обусловленные одновременным воздействием множества факторов, часть из которых имеет элементы случайности.

Сущность управления автотранспортными перевозками заключается в обеспечении целенаправленного, планомерного воздействия управляющей системы на перевозочный процесс с использованием различных методов и средств по определенной технологии с целью повышения ритмичности работы транспорта, равномерной загрузки транспортной сети (ТС), своевременности доставки грузов. Исходя из этого систему управления на автомобильном транспорте необходимо рассматривать как обособленную управляющую. Поскольку процесс управления автомобильными перевозками осуществляется циклически и носит относительно замкнутый характер, в управляющей системе цикл начинается со сбора информации о состоянии управляемого объекта. Затем полученная информация используется для выработки решений и, наконец, эти решения доводятся до исполнителей. С изменением условий работы на управляемом объекте поступает новая информация, и цикл повторяется снова.

Таким образом, в основе принятия управленческих решений лежит информация о поведении объектов управления. Базой для ее получения служит поток данных, поступающий от управляемого объекта по каналам обратной связи.

Чаще всего понятия «информация» и «данные» отождествляются, и в то же время им дается различное толкование в зависимости от их применения. Четкое определение этих понятий, их сущность и роль в системе управления во многом обусловливают подход к исследованию и методам проектирования ИС.

Данные вводятся в информационную систему, накапливаются, хранятся и в результате преобразования и фильтрации могут представлять собой информацию для пользователя. Информация после ее анализа и использования в принятии управленческих решений также может накапливаться и преобразовываться. Однако для конкретного пользователя она уже перестает быть информацией и может трактоваться как данные, характеризующие тот или иной экономический процесс. Заметим, что пользователю другого уровня управления эти данные могут представляться как информация.

Следовательно, сведения о производственных объектах и процессах имеют двойственный характер при их использовании. Согласно современным представлениям, информацией считают лишь новые данные, принятые, понятые и оцененные как полезные конечным пользователем. Понятие «информация» неразрывно связано с пользователем. Данные становятся информацией только в том случае, когда удовлетворяются информационные потребности пользователя (ИПП) для принятия управленческих решений. Лишь после получения данных, их смысловой оценки и отбора, они становятся информацией. Термин «информация» -- один из самых популярных в нашем лексиконе. В него вкладывается широкий смысл, и, как правило, его объяснение дается на интуитивном уровне. Информация передается по телефону, телеграфу, радио, телевидению. Она хранится в библиотеках, архивах, базах данных. Одно и то же сообщение одному получателю может дать много информации, а другому -- мало или ничего. «Информировать» в понимании теории информации означает сообщать ранее неизвестное. Так как информацию можно хранить, преобразовывать и передавать, должны быть ее носители, передатчики, каналы связи и приемники. Эта среда объединяет источники информации и ее получателей в информационную систему. Когда речь идет о человеке как участнике информационного процесса, имеется в виду смысловая или семантическая информация.

На рис. 1.2 отображены функции данных и знаний в процессе принятия решения.

Какова же граница между данными и знаниями, что такое знания? Вот их основные свойства.

1. Знания могут быть представлены в форме данных. В частности, в виде текста на некотором формальном языке, в виде сети, задающей связи разного рода между элементами знаний. Из этого свойства следует, что знание есть некоторая более высокая степень организации данных, которая допускает специальную интерпретацию (см. рис. 1.2).

2. В системах поддержки принятия решений, экспертных системах процесс управления определяется знаниями и почти не зависит от устройства системы.

3. Знания могут содержать процедурную часть -- программы. Но применение этих программ управляется знаниями, в частности связывание параметров и запуск программ могут происходить автоматически внутри системы, использующей знания, без ведома того, кто запустил процесс, использующий знания.

Рис. 1.2 Функции данных и знаний в процессе принятия решения

4. Знания делятся на отдельные фрагменты -- описания объектов, процессов, ситуаций, явлений. Такие фрагменты (модули знаний) называются фреймами. Фреймы могут быть связаны друг с другом родовидовыми отношениями, могут быть и узлами семантических сетей.

5. При работе со знаниями важна прагматическая сторона -- знания всегда используются для чего-то, в частности для решения задач, какую бы сложную структуру они ни имели.

Целесообразно различать три вида знаний:

* предметное, или фактографическое, знание, складывающееся из наборов количественных и качественных характеристик различных конкретных объектов;

* алгоритмическое знание -- знание методов, способов, процедур некоторых действий, приводящих к конкретному результату;

* понятийное, или концептуальное, знание, складывающееся из совокупности основных терминов, применяемых в той или иной сфере деятельности (предметной области), понятий, кроющихся за этими терминами, их свойств, взаимосвязей и зависимостей.

Исходя из этого данные, используемые для выработки управленческих решений в реальном времени, т.е. в момент их формирования, непосредственно становятся информацией. Те же данные, которые накапливаются для возможного дальнейшего их использования в отсроченном режиме (например, для задач бухгалтерского и статистического учета), могут классифицироваться как «потенциальная информация». На рис. 1.3 представлены возможные варианты использования данных в качестве информации для принятия управленческих решений.

Естественно, что ИС может по запросу выдавать и данные, т.е. известные факты для отчетности, подтверждения каких-то событий или ситуаций. Данные могут служить базой для принятия управленческих решений так же, как и информация. Но на практике при управлении производственным процессом данные, характеризующие его ход, слишком разнообразны и объемны, принимать решение в этом случае очень сложно. Оперативность принятия управленческих решений достигается в том случае, когда базой для их принятия служат не данные, а информация, т.е. отобранные данные, конкретизирующие определенную ситуацию (достаточные и необходимые для принятия решений).

Рассматривая критерии оценки информации, следует определить понятия «количество» и «качество». Исследованием методов передачи, хранения и приема информации занимается теория информации, инструментами которой служат теория случайных процессов, теория кодирования, математическая статистика, теория вероятностей. Внимание К проблеме передачи и количественной оценки информации было привлечено фундаментальными работами Н. Винера и К. Шеннона (США), положившими начало теории информации. Значительный вклад в теорию информации внесли отечественные ученые А.Н. Колмогоров, А.А. Харкевич, В. А. Котельников, работы которых хорошо известны специалистам во всем мире.

Важнейшим этапом в теории информации явилась количественная оценка информации, т.е. введение понятия энтропии.

Так как информация устраняет некоторую неопределенность, т.е. незнание, то описание любого события или объекта формально можно рассматривать как указание на то, в каком из возможных состояний находится описываемый объект. Тогда протекание событий во времени есть не что иное, как смена состояний, выбранных с некоторой вероятностью из числа всех возможных. Чем выше уровень неопределенности выбора, тем больший объем информации требуется, и результат выбора имеет значительную степень неожиданности. Вот почему в теории информации количество информации является мерой снятия неопределенности одной случайной величины в результате наблюдения за другой.

Самым простейшим случаем является выбор альтернативы из двух событий. Поэтому за единицу информации целесообразно принять количество информации, заключенное в выборе одного из двух равновероятных событий. Эта единица называется двоичной единицей, или битом (binary digit, bit). Итак, при любой неопределенности сужение области выбора вдвое дает одну единицу информации.

Формулу измерения количества информации можно пояснить следующим образом: для снятия неопределенности в ситуации из двух равновероятных событий необходим один бит информации; при неопределенности, состоящей из четырех событий, достаточно двух бит информации, чтобы определить искомый факт. Это рассуждение можно продолжить: 3 бита информации соответствуют неопределенности из 8 равновероятных событий, 4 бита -- 16 равновероятных событий и т.д. Таким образом, если сообщение указывает на один из п равновероятных вариантов, то оно несет количество информации, равное log2«. Действительно, из наших примеров log216 = 4, log28 = 3 и т.д.

Будем различать понятия «информация» и «сообщение». Под сообщением обычно подразумевают информацию, выраженную в определенной форме и подлежащую передаче. Сообщение -- это форма представления информации. Есть разница между количеством хранимой или переданной информации, представленной в двоичных единицах, и количеством информации, заключенным в данном сообщении. С точки зрения теории информации, неопределенность, снимаемая в результате передачи одной страницы текста примерно из 2000 знаков, может составлять всего несколько бит, в то время как эта же страница при кодировании букв 8-элементны-ми кодовыми комбинациями будет содержать 16-103 бит, хотя это не есть количество информации, заключенное в данном тексте.

1.2 КРИТЕРИИ КАЧЕСТВА ИНФОРМАЦИИ, ОЦЕНКА ИХ ВЛИЯНИЯ НА ПРИНЯТИЕ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

Нет необходимости для детального рассмотрения предлагающихся разнообразных направлений классификации информации. Выделим только те признаки информации, которые существенно влияют на эффективность управленческих решений: своевременность, полнота и достоверность. Наличие этих качеств обусловливает, как правило, и эффективность АСУ в целом.

Своевременность получения необходимой информации -- главное требование для принятия эффективных управленческих решений. Задержка в поступлении информации к конкретному пользователю приводит к потере основного ее свойства -- ценности. Более того, несвоевременно полученная информация может оказаться не только бесполезной, но и вредной.

Важным качеством информации является ее полнота, которая обусловливается характеристиками технологического процесса регистрации, сбора и передачи данных. Технологией может быть предусмотрена регистрация и передача всех первичных данных о состоянии объекта управления или только некоторой совокупности данных, необходимых на определенный момент времени.

Точность информации характеризует возможность отображения состояния объекта управления без искажения его значений и зависит как от технических средств регистрации данных, так и от методов их сбора и подготовки. Однако не все данные, преобразованные в информацию, в равной мере влияют на полноту и качество принимаемых решений.

АСУ должна иметь такой объем данных, преобразование которых обеспечит пользователя минимумом объективно необходимой информации для принятия эффективных управленческих решений.

Объем информации, необходимый пользователю для выработки и принятия управленческих решений, обусловливается, в частности, следующими параметрами:

* сложностью управленческого решения или соответствующих задач управления;

* сроками реализации конкретного решения или задачи;

* формой и видом конечного результата принятия управленческого решения или задачи.

Далее будет приведено краткое описание трех наиболее активных функций управления в АТП.

Первая функция -- планирования -- обеспечивает выбор программы деятельности и наиболее экономичного способа ее выполнения на длительное время. Таким образом, здесь возникает задача оптимального планирования, которая осуществляется подсистемой управления перед началом каждого планового периода. Хотя управление является столь же непрерывным процессом, как и сам производственный цикл перевозок, но носит дискретный характер. Практическое осуществление плановой работы порождает поток дополнительной информации о состоянии объекта управления, характеризующей ход и состояние процесса перевозок в каждый момент времени. В ходе функционирования в системе постоянно возникают возмущения, способные при отсутствии действенного регулятора этих возмущений далеко отклонить систему от нормального хода перевозочного процесса, вплоть до полной его остановки.

Ситуации, возникающие при реализации автотранспортного процесса, очень динамичны и в течение смены или суток могут претерпевать различные изменения. В зависимости от технического состояния ПС или погрузочно-разгрузочных средств, а также от разного рода внешних факторов, не предвиденных в процессе составления сменно-суточного задания, при наличии сбоя управленческие звенья должны принимать решения и доводить их до исполнителей. Вот почему при осуществлении перевозок управляющему органу нужна постоянная информация, притом в реальном времени.

Три потока данных можно отнести к основным:

1) информация в канале обратной связи о внутренних условиях осуществления работ на собственном производстве (сведения о численности и составе рабочих, оборудовании, запасных частях и материалах, готовой продукции, размерах денежных средств и т.п.). Эти данные говорят о размерах ресурсов, которыми располагает производство, и о его фактическом состоянии на данный момент;

2) информация на внешнем информационном входе системы, которая включает поток управляющих команд, определяющих объемы перевозок, сроки и другие директивно-плановые задания, и поток информации, характеризующей внешние условия осуществления перевозок;

3) информация о взаимных качественных и количественных соотношениях отдельных элементов системы (например, удельные нормативы затрат ресурсов).

Для любой плановой задачи характерно наличие ограничений по ресурсам и фактическим уровням производства, задаваемым внутренними условиями системы, а также ограничений, определяемых условиями внешней по отношению к системе среды (в том числе стратегии вышестоящего уровня управления).

Вторая наиболее активная функция управления на транспорте-- контроль. Главная цель реализации этой функции заключается в том, что на основе текущей информации, которая должна поступать в реальном масштабе времени из АТП, с борта подвижных средств и контрольных точек маршрутов, выявляется ситуация соответствия планового и фактического состояния перевозочных процессов.

Функция контроля осуществляется непрерывно в течение всего планового периода. Наиболее эффективный и действенный контроль в автотранспортном процессе может осуществляться только с помощью широкого применения современных электронно-технических устройств и средств связи. Информация при реализации данной функции должна быть своевременной и достоверной, так как на ее основе принимаются управляющие решения по наиболее полному использованию трудовых и материальных ресурсов.

Третья функция управления -- регулирование -- заключается в том, что на основе сравнения текущей и плановой информации о состоянии технологических процессов ремонта ПС и перевозок вырабатываются оперативные решения, ликвидирующие последствия возмущений и непрерывно поддерживающие процессы в заданном оптимальном режиме.

Оптимальное регулирование процессов заключается в том, что в результате выполнения первых двух функций задается оптимальный уровень его нормативных характеристик и выходных показателей, а в результате оперативного вмешательства, сглаживающего отклонения, этот уровень непрерывно поддерживается, но не жестко, а при постоянной корректировке с учетом внутренних возможностей и внешних условий функционирования данной системы. В данном случае управление рассматривается как процесс планирования, контроля и регулирования транспортной работы.

В процессе оперативного контроля, учета и анализа как собственно производства, так и перевозочного процесса можно выделить два основных этапа: сбор текущей информации и передача ее управляющему органу для реализации управляющего воздействия. Для этого необходимо учитывать:

* интенсивность, оперативность и достоверность потока информации;

* динамику процессов ремонта ПС и перевозок, устойчивость процессов в заданном режиме, возможность прогнозирования дальнейшего развития;

* сравнение фактических, нормативных и плановых оперативных показателей технического и перевозочного процессов;