Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ особенностей функционирования транспортно - технологического процесса лесного комплекса на современном уровне развития 9
1.1. Лесной потенциал России и факторы, лимитирующие его использование 9
1.2. Особенности транспортно-технологического процесса лесного комплекса в Тверской области 13
1.2.1. Лесные ресурсы Тверской области и их использование 13
1.2.2. Формирование лесных грузопотоков 19
1.2.3. Формирование региональных тарифов на перевозку лесных грузов 26
Выводы по главе 1 31
2. Методологические особенности построения моделей функционирования транспортно-технологических процессов лесного комплекса 33
2.1. Понятие математической модели применительно к ТТП лесного комплекса 33
2.2. Особенности математического моделирования ТТП и типы математических моделей
2.3. Системный подход к анализу транспортно-технологического процесса лесного комплекса 46
2.4. Место транспортно-технологического процесса лесного комплекса в общей классификации систем 52
2.5. Принципы организации и управления транспортно-технологическим процессом лесного комплекса 56
2.6. Общая характеристика и принципы системного анализа, используемые в транспортно-технологическом процессе лесного комплекса 58
2.7. Структура системных исследований ТТП лесного комплекса.. 60
2.7.1. Формирование общих представлений о системе 61
2.7.2.Формирование углубленных представлений о системе. 63
2.7.3. Моделирование системы как этап исследования 65
2.7.4. Сопровождение системы 66
2.8. Существующие модели ТТП лесного комплекса 68
2.8.1. Оптимизация грузопотоков древесины 68
2.8.2. Задача обоснования развития транспортной сети для единовременно вырубаемых лесосек 70
2.8.3. Создание буферных запасов и вопросы вывозки древесины 72
2.8.4. Вопросы календарного планирования лесных грузопотоков 77
Выводы по главе 2 81
3. Логистико-математическая модель транспортно-технологического процесса в лесном комплексе 84
3.1. Постановка задачи оптимизации транспортно-технологического процесса лесного комплекса 84
3.1.1. Логистика и ее основные понятия 84
3.1.2. Сущность и задачи транспортной логистики в лесном комплексе 89
3.1.3. Логистическая система транспортно - технологического процесса 96
3.1.4. Анализ информации о функционировании транспортно-технологического процесса лесного комплекса 102
3.2. Формирование исходных данных 105
3.3. Выбор и обоснование параметров функционирования транспортно-технологического процесса 106
3.4. Выбор критериев функционирования транспортно - технологического процесса 107
3.5. Составление математических зависимостей, отражающих основные черты транспортно-технологического процесса 109
3.6. Упрощение модели 111
3.6.1. Планирование объемов перевозок 111
3.6.2. Планирование направлений перемещений груза 113
3.7. Другие особенности оптимизации планирования транспортно-технологического процесса 116
3.7.1. Стохастический характер модели 116
3.7.2. Человеко-машинные процедуры в задачах принятия решений с несколькими переменными 119
Выводы по главе 3 122
4. Диалоговая система планирования транспортно-технологического процесса лесного комплекса 124
4.1. Особенности проектирования и разработки диалоговых систем 124
4.1.1. Современные тенденции создания информационных систем 124
4.1.2. Особенности проектирования программного обеспечения информационных систем 126
4.1.3. Назначение диалоговых систем 127
4.2. Общие сведения о системе планирования транспортно-технологического процесса лесного комплекса TTPLK 128
4.3. Алгоритмическое и программное обеспечение диалоговой системы TTPLK 129
4.4. Электронные базы данных и справочники 133
4.5. Интерфейс пользователя диалоговой системы TTPLK 137
Выводы по главе 4 140
5. Основные результаты вычислительных экспериментов 142
5.1. Цели и задачи экспериментов на математической модели 142
5.2. Использование ЭВМ для моделирования систем 144
5.3. Методика выполнения вычислительного эксперимента 147
5.4. Исследование модели и программного средства TTPLK на примере простейшей транспортной сети 150
5.4.1. Отсутствие и наличие пунктов перегрузки 151
5.4.2. Наличие запрещенных транспортных путей 153
5.5. Использование различного вида транспорта и терминалов 157
5.6. Оптимизация перевозок груза по Северо-Западному региону.. 160
5.7. Исследование характеристик модели на стохастичность 162
5.8. Совершенствование планов работы предприятий 170
5.9. Размещение новых терминалов 173
Выводы по главе 5 177
6. Анализ существующего транспортно-технологического процесса лесных предприятий Тверской области на базе разработанного программного продукта 180
6.1. Описание объекта 180
6.2. Исходные данные и расчет 188
Выводы по главе 6 196
Заключение 198
Библиографический список
- Особенности транспортно-технологического процесса лесного комплекса в Тверской области
- Особенности математического моделирования ТТП и типы математических моделей
- Сущность и задачи транспортной логистики в лесном комплексе
- Современные тенденции создания информационных систем
Введение к работе
Россия превосходит все страны мира по площади и запасам лесных ресурсов. На ее долю приходится четверть мировых запасов древесины, в том числе более половины запасов хвойной древесины.
Удельный вес лесопромышленного комплекса в промышленности России в настоящее время составляет 4%, а в отдельных субъектах Российской Федерации - от 10 до 50%. Отрасль располагает 3% основных фондов промышленности. Инвестиции в основной капитал за счет всех источников финансирования составляют около 4% от инвестиций, направленных в промышленность. Предприятия ЛПК обеспечивают более 2% налоговых платежей промышленности в бюджеты всех уровней и около 2% в федеральный бюджет. Лесопромышленной деятельностью занимаются более 20 тысяч предприятий с численностью работающих свыше миллиона человек, или 8,3% от численности работающих в промышленности.
При этом в современном состоянии лесопользования существует ряд негативных явлений. В первую очередь это связано с низким использованием расчетной лесосеки, особенно в Азиатской части России. Из потенциальной нормы неистощительного лесопользования свыше 500 млн. м остается неис-пользованными около 400 млн. м , в том числе по хвойному хозяйству свыше 200 млн. м .
Факторами, ограничивающими развитие лесозаготовок и лесоперерабатывающей промышленности, являются: резкое снижение уровня централизованных капиталовложений в лесной сектор, низкая плотность существующей дорожной сети и нерентабельность перевозки круглого леса на расстояния свыше 1000 км и пиломатериалов свыше 2500 км из-за высоких железнодорожных и автомобильных тарифов. Одним из характерных ограничивающих факторов также является резкий дисбаланс по имеющимся ресурсам древесины и их фактическим использованием между Европейской и Азиатской частью России.
Таким образом, перечисленные лимитирующие факторы определяют особенности функционирования отрасли, приоритетной из которых является то, что происходит освоение прежде всего тех районов, в которых наиболее развита транспортная инфраструктура и, соответственно, сосредоточена набольшая часть лесоперерабатывающих предприятий и других потребителей лесного сырья. Также приоритет отдается приграничным районам, как ориентированным на экспорт лесной продукции.
Такое положение определяет направление и характер формируемых лесных грузопотоков, наибольшая плотность которых достигается в Центральном и Северо-Западном регионах, что создает проблему их организации и управления не только на уровне страны, но и на региональном уровне, с учетом внутреннего и внешнего рынков региона, а также проходящих через него транзитных грузопотоков.
Для организации и управления лесными грузопотоками необходимо применение комплексного логистического подхода при анализе рынка потребителей и рынка лесного фонда, а также транспортной инфрастуктуры региона. В рамках этого комплексного подхода необходимо создание системного описания транспортно-технологического процесса региона и разработка алгоритмов его оптимального планирования с учетом выявленных особенностей функционирования транспортной сети и формирования лесных грузопотоков.
Основная цель работы - решение научной проблемы планирования транспортных грузопотоков от лесозаготовительных к деревообрабатывающим предприятиям в условиях многовариантности видов перевозимой продукции, различных типов транспортных средств, наличия перегрузочных пунктов и учетом сезонности грузоперевозок, позволяющей получить максимальный (близкий к максимальному) экономический эффект. В соответствии с целью работы формулируются следующие задачи исследований:
1. Проанализировать и выявить особенности функционирования транспортно-технологического процесса (ТТП) на современном этапе развития лесного комплекса с учетом динамики лесных ресурсов региона.
2. Разработать системное описание ТТП региона.
3. Разработать логистико-математическую модель ТТП с учетом выявленных особенностей транспортной сети.
4. Разработать алгоритмы оптимального планирования ТТП.
5. Разработать структуру, математическое и информационное обеспечение интегрированной системы планирования ТТП на персональном компьютере, позволяющую реализовать теоретические принципы математического моделирования, обосновав ее адекватность в процессе численного машинного эксперимента.
Решение поставленных задач получено на основе методологии системного подхода, математического программирования и вычислительного эксперимента с использованием ЭВМ. В работе используются аналитические методы линейной и нелинейной оптимизации, методы теории двойственности, методы календарного планирования, методы математической статистики и принятия решений. Практическая апробация разработанных моделей и алгоритмов проведена на существующих предприятиях Тверской области.
Особенности транспортно-технологического процесса лесного комплекса в Тверской области
Тверская область располагается в Центральном регионе России и обладает собственным лесным потенциалом. Так лесопокрытая площадь ее со 14 ставляет 4420,4 тыс. га, из которых 39% составляют леса первой группы и 61% - леса второй группы. Общий запас древесины составляет 715,6 млн. куб. м, из которых 49% составляют хвойные породы. Более подробные данные о лесных ресурсах Тверской области и их использованию приведены в таблице 1.2.1. [47].
Древесина, полученная в результате рубок ухода и выборочно-санитарных рубок, тыс. плотн. куб. м 856 736,9 934,5 Использование расчетной лесосеки - 34%, показывает хорошую развитость лесной промышленности, которая оказывает определяющее воздействие на экономическое развитие ряда районов области. Это демонстрирует рисунок 1.2.1. Так в Западнодвинском, Нелидовском, Жарковском, Оленин-ском, Пеновском, Максатихинском и Рамешковском районах доля лесной промышленности в объеме промышленного производства составляет более 50 %, а в Жарковском доходит до 89 %.
Так в 2001 году незначительно сократились вывозка древесины, производство пиломатериалов, фанеры и бумаги, существенно сократилось производство древесноволокнистых плит. При этом произошло увеличение производства древесностружечных плит и картона. Анализируя данные таблицы 1.2.2 необходимо отметить, что в области происходит постепенный переход к увеличению производства продукции глубокой переработки и снижении объемов лесопиления. Эта ситуация ярко проиллюстрирована на рисунках 1.2.2 и 1.2.3. [47]. В 2000 году произошло как сокращение промышленно - производственных фондов деревообрабатывающей отрасли, так и их увеличение в целлюлозно-бумажном производстве. При этом сложилась такая ситуация, при которой деревообрабатывающая отрасль работает неэффективно - процентный объем производства продукции деревообработки ниже процентного количества ее промышленно - производственных фондов. Обратная ситуация в целлюлозно - бумажной отрасли - увеличение процентного количества промышленно - производственных фондов на 1 % привело к повышению объема производства на 9,4 %, что подтверждает ее развитие и является положительным элементом в улучшении экономического положения Тверской области. лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность = 100%
Примечание: данные по вывозу включают в себя также поставки на собственную территорию; ввоз характеризует информацию о ввозимой продукции из регионов России, включая Тверскую область. Таблица 1.2.3 показывает, что несмотря на то, что Тверская область не обладает большими лесными запасами, такими, как в Азиатской части России, при этом ее лесная промышленность не только практически обеспечивает лесными ресурсами свой внутренний рынок, но и поставляет деловую древесину в другие регионы и на экспорт. Это определяет основные лесные гру 20 зопотоки, формируемые в области (без учета транзитных грузов). На них также оказывает влияние наличие встречного достаточно большого потока лесных грузов - бумаги и железнодорожных шпал, хотя динамика роста цел-люлозно - бумажного производства в Тверской области все более снижает эти встречные грузопотоки. Для более подробного анализа формирования лесных грузопотоков в Тверской области необходимо рассмотрение основных субъектов, участвующих непосредственно в формировании этих материальных потоков.
Лесные грузопотоки в Тверской области главным образом формируются за счет: - местных поставщиков лесопродукции. В качестве них выступают заготовители, а также различные брокерские фирмы, занимающиеся перепродажей лесного сырья. Так на рисунке 1.2.2 представлены данные по вывозке древесины в 2000 году по районам Тверской области. Они показывают, что основные областные поставщики лесопродукции сконцентрированы в западных и северных районах, что определяет«положение исходящих потоков круглого лесного сырья. - местных потребителей лесопродукции. В качестве них в основном выступают деревоперерабатывающие предприятия, а также брокерские фирмы, организующие поиск и доставку необходимой лесопродукции последующим потребителям. Так на рисунке 1.2.5 показано распределение доли производства пиломатериалов по районам Тверской области в 2000 году. По рисунку видно, что основной процент лесопильных предприятий находится вблизи местных поставщиков лесопродукции, что является вполне логичным (наиболее целесообразно размещать перерабатывающее предприятие вблизи источников сырья). Но специфика лесной промышленности такова, что лесозаготовительные предприятия имеют достаточно большую номенклатуру товаров [77], которая не всегда будет иметь спрос у потребителей, находящихся поблизости и, наоборот, товар, необходимый потребителю, не всегда найдется у ближайшего лесозаготовителя. Это связано с тем, что лесосеки, выде 21 ляемые в рубку, не зависят от требований потребителя древесины, а зависят от состояния лесного фонда, то есть от природных факторов и определяются лесохозяйственными планами, не увязанными с потребностями перерабатывающих предприятий. Это противоречие приводит к тому, что лесозаготовительное предприятие для сбыта всей номенклатуры своей продукции, получаемой из выделенного лесосечного фонда, должно иметь множество потребителей с различными потребностями, чего в реальности не происходит [70, 71].
Особенности математического моделирования ТТП и типы математических моделей
Математическая модель есть приближенное описание объекта (явления, процесса), выраженное с помощью математической символики [76, 43, 44, 48]. Математическое моделирование транспортно-технологического процесса имеет два существенных преимущества перед остальными видами моделирования. Оно дает быстрый ответ на поставленный вопрос, на что в реальной обстановке могут потребоваться иногда даже годы, а также возможность экспериментирования, осуществить которое на реальном объекте зачастую просто невозможно. В ходе моделирования можно получить ответы на бесчисленное число самых разнообразных вопросов.
Хорошую модель составить не просто. Вот что пишет по этому поводу известный математик Р.Беллман: «Если мы попытаемся включить в нашу математическую модель слишком много черт действительности, то захлебнемся в сложных уравнениях, содержащих неизвестные параметры и неизвестные функции. Определение этих функций приведет к еще более сложным уравнениям с еще большим числом неизвестных параметров и функций и т.д. Вот уже поистине сказка про белого бычка. Если, наоборот, оробев от столь мрачных перспектив, вы построим слишком упрощенную модель, то вскоре обнаружим, что она не предсказывает дальнейший ход явлений настолько, чтобы удовлетворять нашим требованиям. Следовательно, Ученый, подобно Паломнику, должен идти прямой и узкой тропой между Западнями Переупрощения и Болотом Переусложнения» [9]. Для успеха моделирования надо выполнить три правила. Эти правила, применительно к задачам моделирования транспортно-технологического процесса (ТТП) лесного комплекса, формулируются следующим образом: - уметь отделить главные свойства ТТП от второстепенных, - учесть главные свойства ТТП, - пренебрегать второстепенными свойствами ТТП. В зависимости от характера изучаемых процессов в системе математические модели бывают [29, 76]: - статические, отражающие поведение объекта в какой-либо момент времени (например, поперечный разрез объекта) и динамические, отра жающие поведение объекта во времени (временные ряды); - детерминированные, отображающие детерминированные процес сы, то есть процессы, в которых предполагается отсутствие всяких случай ных воздействий, и стохастические, отображающие вероятностные процес сы и события; - дискретные, предназначенные для описания дискретных процессов, и непрерывные, отражающие непрерывный характер процессов, протекающих в системе; - дескриптивные, служащие лишь для описания процессов функционирования, протекающих в системе; оптимизационные, позволяющие управлять характеристиками процессов.
Основными требованиями, предъявляемыми к математическим моделям, являются требования адекватности, непротиворечивости, универсальности и экономичности. Модель считается адекватной, если она отражает заданные свойства объекта с приемлемой точностью. Непротиворечи 43 вость модели заключается в том, что она не должна содержать зависимостей, которые бы противоречили друг другу. Универсальность модели состоит в том, что она служит математическим описанием для целого класса (близких или далеких по характеру) задач. Универсальность определяется также числом и составом учитываемых в модели входных и выходных параметров. Экономичность модели характеризуется затратами вычислительных ресурсов для ее реализации, а именно, затратами машинного времени и памяти. Эти затраты зависят как от особенностей выбранной модели, так и от методов решения соответствующих математических задач. Требования адекватности и универсальности, с одной стороны, и высокой экономичности, с другой, очевидно, являются противоречивыми. Поэтому для удовлетворения всем указанным требованиям разработчик модели должен идти на компромисс.
К построению математической модели ТТП необходимо относиться как к искусству: нужно уметь строить достаточно простую модель, которая при этом могла бы все же приводить к конструктивным выводам об исследуемой системе. Приведем основные требования к построению математической модели ТТП лесного комплекса:
1. Математическая модель ТТП лесного комплекса должна отражать основные свойства исследуемого объекта с точки зрения интересующего параметра или группы параметров. Например, если рассматривается время доставки груза в системе, то подходящей математической моделью может быть сеть массового обслуживания с ненадежными обслуживающими устройствами (отказами и задержками в обслуживании грузопотоков). Если же изучается вопрос о живучести транспортной сети по отношению к различного рода внешним воздействиям, то при выборе в качестве основного показателя вероятности связности подходящей математической моделью может оказаться граф с сетевой структурой.
2. Математическая модель ТТП должна быть достаточно простой в содержательном смысле, то есть результаты ее анализа должны быть легко интерпретируемы. Это означает, что слишком подробная модель, обеслечи 45 вающая одновременное получение большого числа взаимосвязанных параметров, может и не быть наилучшим вариантом.
3. Математическая модель ТТП лесного комплекса должна быть адаптированной под имеющиеся исходные данные. Например, бессмысленно строить полумарковскую модель для описания процесса функционирования системы, если о распределениях случайных параметров известны лишь значения их математических ожиданий. Если при таких же исходных данных требуется оценить значения структурных параметров сети, то нужно иметь в виду, что могут быть получены лишь двусторонние оценки, а не точные значения соответствующих параметров [65].
4. Математическая модель должна быть легко модифицируемой при появлении новых исходных данных или новых сведений о внутренней природе системы. Это особенно важно при моделировании транспортно-технологических процессов в лесном комплексе, так как в результате постоянного изменения лесного законодательства и роста тарифов на перевозку лесопродукции происходят постоянные перемены в особенностях функционирования моделируемой системы.
5. Математическая модель ТТП лесного комплекса - объекта весьма сложного и содержащего огромное число входящих в ее состав подсистем -должна быть сформулирована так, чтобы размерность этой модели позволяла бы проводить расчеты на доступной вычислительной технике в разумные сроки.
Транспортная проблемная область как объект моделирования весьма разнообразна, что объясняет разнообразие математических моделей описания транспортных комплексов (ТК) и соответственно разнообразие процедур моделирования, особенно в их нижних иерархических уровнях. При этом весьма распространенным является представление транспортных объектов моделирования в виде коллектива объектов, которые составляют одно функциональное целое в виде сети в коллективе или коллективной сети. Подобной сетью может быть представлен любой транспортный комплекс: железнодорожный, водный, авиационный и автомобильный [11].
Транспортные сети лесного комплекса имеют, как правило, сложную сетевую структуру, осуществляющую обмен грузами между большим числом территориально разнесенных пунктов. Связь между отдельными пунктами может осуществляться по многим возможным путям, включая транзит по целому ряду пунктов. В то же время для реальных сетей имеются и различные сложные ограничения, например, допускается не более заданного числа транзитов. Однако самым важным является то, что перевозка грузов по сети занимает на определенное время те или иные мощности. Поэтому более или менее адекватная модель транспортной сети - это модель оптимизации транспортных перевозок на сети.
Сущность и задачи транспортной логистики в лесном комплексе
Общественное производство делится на материальное и нематериальное. Материальное производство, в свою очередь, делится на производство материальных благ и материальных услуг. Транспорт является отраслью материального производства, осуществляющая перевозки людей и грузов. В структуре общественного производства транспорт относится к сфере производства материальных услуг (рис.3.1.1) [2, 15].
В лесной отрасли транспорт является также еще одним из важнейших элементов технологического процесса. Значительная часть логистических операций на пути движения материального потока от первичного источника сырья до конечного потребителя осуществляется с применением различных транспортных средств. Затраты на выполнение этих операций составляют до 50% от суммы общих затрат на логистику. Общественное производство Производство материальное Производство нематериальное Производство материальных благ Производство материальных услуг Транспорт
1. Транспорт общего пользования - отрасль народного хозяйства, которая удовлетворяет потребности всех отраслей народного хозяйства и населения в перевозках грузов и пассажиров. Транспорт общего пользования обслуживает сферу обращения и население. Его часто называют магистральным (магистраль - основная, главная линия в какой-нибудь системе, в данном случае, в системе путей сообщения). Понятие транспорта общего пользования охватывает железнодорожный транспорт, водный транспорт (морской и речной), автомобильный, воздушный транспорт и транспорт трубопроводный.
2. Внутрипроизводственный транспорт, а также транспортные средства всех видов, принадлежащие нетранспортным организациям.
Последние годы наблюдается внедрение в организацию транспорта логистических концепций, в соответствии с которыми процессы преобразования, транспортировки и распределения материальных потоков и товаров представляются единым процессом [2, 15, 73].
Предметом транспортной логистики является комплекс задач, связанных с организацией перемещения грузов транспортом общего назначения.
К задачам транспортной логистики в первую очередь относят задачи, решение которых усиливает согласованность действий непосредственных участников транспортного процесса. Актуальность в решении таких задач возникает в случае, когда объемы транспортной работы выделяются в большой самостоятельный массив (например, при функционировании транспорта общего пользования, а также в ряде случаев транспорта необщего пользования). Логистика, как отмечалось, это единая техника, технология, экономика и планирование. Соответственно, к задачам транспортной логистики также следует отнести обеспечение технической и технологической сопряженности участников транспортного процесса, согласование их экономических интересов, а также использование единых систем планирования. Технологическая сопряженность подразумевает применение единой технологии транспортировки, прямые перегрузки, безперегрузочное сообщение.
В лесной отрасли следует особо выделить лесотранспортную и лесопромышленную логистику. Лесопромышленную логистику можно определить как научно-практическое хозяйствование, заключающееся в эффективном управлении материальными потоками в сферах производства и обращения лесопродукции [1, 70]. Основными задачами лесотранспортной логистики являются: выбор вида транспортных средств, выбор типа транспортных средств, совместное планирование транспортного процесса со складским и производственным, совместное планирование транспортных процессов на различных видах транспорта (в случае смешанных перевозок), обеспечение технологического единства транспортно-складского процесса, определение рациональных маршрутов доставки. Задача выбора вида транспорта решается во взаимной связи с другими задачами логистики, такими, как создание и поддержание оптимального уровня запасов, выбор вида упаковки и др. Основой выбора вида транспорта, оптимального для конкретной перевозки, служит информация о характерных особенностях различных видов транспорта. Рассмотрим основные преимущества и недостатки автомобильного, железнодорожного водного и воздушного транспорта, существенные с точки зрения логистики [2].
Одно из основных преимуществ автомобильного транспорта -высокая маневренность. С помощью автомобильного транспорта груз может доставляться «от дверей до дверей» с необходимой степенью срочности. Этот вид транспорта обеспечивает регулярность поставки. Здесь, по сравнению с другими видами, предъявляются менее жесткие требования к упаковке товара. Основным недостатком автомобильного транспорта является сравнительно высокая себестоимость перевозок, плата за которые обычно взимается по максимальной грузоподъемности автомобиля (использование автомобильного транспорта при перевозке лесопродукции рентабельно лишь при расстояниях, не превышающих трехсот километров). К другим недостаткам этого вида транспорта относят также срочность разгрузки, возможность хищения груза и угона автотранспорта, сравнительно малую грузоподъемность.
Железнодорожный транспорт обеспечивает возможность доставки груза на большие расстояния, регулярность перевозок. Он хорошо приспособлен для перевозки различных партий грузов при любых погодных условиях. Здесь можно эффективно организовать выполнение погрузочно разгрузочных работ. Существенным преимуществом железнодорожного транспорта является сравнительно невысокая себестоимость перевозки грузов.
Морской транспорт является самым крупным перевозчиком в международных перевозках. Его основные преимущества - низкие грузовые тарифы и высокая провозная способность. К недостаткам морского транспорта относят его низкую скорость, жесткие требования к упаковке и креплению грузов, малую частоту отправок.
Для внутреннего водного транспорта также характерны низкие грузовые тарифы. При перевозках грузов весом более 100 тонн на расстояние более 250 км этот вид транспорта самый дешевый. К недостаткам внутреннего водного транспорта, кроме малой скорости доставки, относят также низкую доступность в географическом плане. Это обусловлено ограничениями, которые накладывает конфигурация водных путей.
Современные тенденции создания информационных систем
Информационные системы создаются для реализации функций информационных технологий на базе средств вычислительной техники (СВТ) и средств передачи данных. Информационные системы выступают как средство, осуществляющее более современное управление предприятием (организацией) и в целом обществом. Современные тенденции создания информационных систем предполагают интеграцию следующих аспектов - интеграцию данных, технологий и технических средств [14, 56, 71]. Интеграция данных заключается в применении системного подхода проектирования моделей данных, создания универсальной информационной модели и соответствующих протоколов обмена данными. Интеграция технических средств в настоящее время выражается в создании распределенных систем обработки, применения концепций открытых систем и современных методов автоматизированного проектирования.
Интеграция технологий в информационных системах подразумевает не простое суммирование известных технологических процессов и решений, а получение рациональных технологических решений обработки информации на основе известных методов и разработки новых ранее не встречавшихся технологий.
Реализация информационных технологий предполагает выполнение следующих четырех групп функций в информационной системе: 1. Обработка данных: операции по сбору, созданию, вычислениям, распространению, преобразованию, хранению данных и управлению информацией с целью получения требуемого результата. При использовании термина «данные» необходимо выделять физическую составляющую информации, которая хранится в памяти СВТ как «тара» или «письмо в конверте». В понятие информации следует вкладывать две составляющие: ? во-первых, функциональную составляющую «данных», необходимую для принятия решений; ? во-вторых, пользовательское (логическое) представление данных, подразумевая общение (коммутацию, обработку). Основными видами информации в информационных системах могут быть: ? данные произвольного объема интенсивности; ? оперативные данные в виде небольших потоков; ? диалоговые данные в виде относительно коротких сообщений небольшой интенсивности; ? речь, передаваемая цифровым кодом и имеющая трафик реального времени; ? видеоинформация, представляющая собой большие потоки данных и требующая больших скоростей обработки; ? служебная информация, порождаемая для собственного управления и наблюдения за состоянием ресурсов ИС. 2. Сетевая обработка: связь, передача и прием данных и служебной (управляющей сетью) информации между различными узлами информационной системы, обеспечивающая быстрый и эффективный поиск путей обмена информацией в соответствии с определенными протоколами. 3. Работа с распределенными базами данных (РБД): сбор, накопление и обработка данных в узлах информационных систем. Основные понятия, связанные с базами данных будут приведены в разделе 4.4. 4. Ввод/вывод данных: ввод, редактирование, форматирование, проверка достоверности, контроль и учет данных, вывод.
В ходе создания программного обеспечения информационных систем и отдельных программ (в том числе и диалоговых систем) можно выделить три самостоятельных группы этапов и решаемые на них задачи (даже если отдельные программные продукты, СУБД приобретаются и затем компонуются в общую систему) [14]: - проектирование; - разработка (кодирование); - объединение и тестирование (отладка) отдельных программ и ПО в целом. Все эти задачи очень важны, и для решения каждой из них необходимы свои методы и технологии.
При создании информационных систем необходимо указывать [58]: Общие сведения, назначение (анализ и документирование функциональных требований к системе, вид автоматизируемой деятельности, объект автоматизации) и цели создания системы, характеристику объекта автоматизации, требования к системе в целом и ее функциям, схему функциональной структуры, описание автоматизируемых функций, описание информационного обеспечения системы, описание организации информационной базы (логическая структура базы, физическая структура базы, организация ее ведения).
Анализатор осуществляет синтаксический анализ запросов и с помощью машинного тезауруса производит распознавание запроса. (Машинный тезаурус состоит из различных словарей: командных слов, информационных слов и описаний ситуаций). Интерпретатор производит анализ семантического понимания запроса. Он включается в работу только тогда, когда выполнен анализ запроса. Синтезатор формирует ответ на языке, понятном пользователю, по командам анализатора, при этом производится преобразование внутреннего языка информационной системы в естественный язык пользователя. В случае реализации диалоговой системы в качестве самостоятельной информационной системы синтезатор формирует ответ на запрос на основании работы прикладных программ, реализующих те или иные алгоритмы для решения необходимых задач. Для исследования и анализа функционирования действующей в настоящее время транспортной сети по перевозке лесных грузов разработано алгоритмическое и программное обеспечение в виде интегрированной диалоговой системы. Система планирования транспортно-технологического процесса лесного комплекса предназначена для определения рационального плана перевозок по региональным транспортным сетям. Она учитывает возможность перевозок лесоматериалов различными видами транспортных средств (автомобильный, железнодорожный, водный транспорт), наличие пунктов перегрузки, разнородность перевозимой продукции. Система позволяет определять объемы перевозок различных видов древесины от лесозаготовительных к деревообрабатывающим предприятиям непосредственно или с использованием промежуточных пунктов перегрузки по критериям минимума затрат на все перевозки с учетом затрат на погрузку, разгрузку, складирование, хранение и измерение лесоматериалов, а также по критерию общей прибыли, получаемой лесозаготовительными предприятиями от потребителей продукции. Программно система реализована в виде модуля TTPLK на языке Borland Delphi 5.0 с использованием утилиты BDE Administrator. Для организации работы с базами данных и справочными материалами используется формат файлов .db, созданных в формате Paradox. Пользовательский интерфейс основан на высокорезолюционной графике, множественных окнах и системе меню, управляемой мышью. По своим параметрам диалоговая система TTPLK может использоваться НИИ и проектными организациями, промышленными предприятиями лесной отрасли при решении задач планирования транспортно-технологического процесса.
