Введение к работе
Актуальность темы. Современное развитие промышленности характеризуется объединением различных компаний в крупные корпорации, имеющие развитые информационные сені между своими структурными подразделениями В этих сетях используются распределенные автоматизированные системы, надежность коюрых является одним из основных компонентов, обеспечивающих эффект ивнуто работу любой крупной корпорации и составляющих ее подразделений Информационная система промышленных корпораций и крупных компаний, как правило, состоит из множества подсистем, выполняющих различные производственные функции К одной из таких подсистем относится и автоматизированная система планирования грузовых перевозок (АСІІГП)
АСПГП предназначена для обработки поступающих от грузоотправителей заявок, составления планов работ и постоянного текущею контроля за их выполнением Типовая АСПГП содержит от десятков (на промышленных предприятиях) до сотен (на железнодорожном или авиа транспорте) рабочих мест операторов, которые территориально могут быть удалены друг от друга на большие расстояния Все рабочие места объединяются в единое информационное пространство, которое состоит из большого числа различных подсистем, обеспечивающих решение широкого комплекса текущих задач по обеспечению устойчивой и надежной работы по планированию и перевозке грузов Каждая подсистема испытывает воздействие большого количества типов и интенсивности дестабилизирующих факторов, включая ошибки операторов при вводе данных, программные сбои, атаки вирусов, остановки на профилактику или сбои компьютерной техники и т д
Проблема оперативного обнаружения дестабилизирующих факторов, воздействующих на АСПГП, остается в числе актуальных не только с точки зрения предотвращения потерь материальных, временных, финансовых и других ресурсов, но и с позиций роста требований к качественному обслуживанию заказчиков Неотработанные (в смысле обнаружения, исправления, предотвращения последствий, ликвидации причин и т д) дестабилизирующие факторы влияют не только на количественные и качественные характеристики отдельных технологических процессов, но и на показатели работы пользователей АСПГП в целом
При анализе надежности отечественными и зарубежными исследователями (В В Липаев, В Н Волкова, Р Глас, Г Майерс, Т Тейер и др ) рассматриваются различные дестабилизирующие факторы, приводящие к поіере работоспособности автоматизированных систем Как правило, при таких воздействиях работоспособность автоматизированных систем нарушается не полностью, в то же время, становится уже невозможным выполнение этими системами своих функций в полном объеме При этом надежная работа автоматизированных систем должна гарантировать отсутствие следующих дестабилизирующих факторов, приносящих большой ущерб ошибок в программном обеспечении обработки информации, искажений входной
информации от внешних систем, пробелов и недостатков в средствах обнаружения опасных отказов, искажений обрабатываемой информации, техническими отказами баз данных и тд В существующих исследованиях по анализу работоспособности автоматизированных систем обычно рассматривается их общая надежность В то же время составляющие их подсистемы, например АСПТП, имеют свое специфическое воздействие дестабилизирующих факторов и, соответственно, к ним должны применяться адекватные меры по устранению их воздействия
В процессе проектирования, разработки и всего жизненного цикла компоненты АСПТП с течением времени развиваются и адаптируются, что отражается на необходимости адекватного изменения методов, задач и средств повышения их надежности Таким образом, проблемы обеспечения надежности АСПТП должны решаться с учетом одновременного динамического развития всех входящих в нее компонентов, а также дестабилизирующих факторов, влияющих на эффективность работы системы При этом под надежностью АСПТП в диссертации понимается выполнение системой заданных функций в соответствии с предъявляемыми требованиями, сохраняя во времени и в заданных пределах значения установленных эксплуатационных показателей
Проведенный анализ имеющихся публикаций позволяет сделать вывод о том, что существующие автоматизированные системы планирования грузовых перевозок не обеспечивают требуемый уровень работоспособности и надежности, требуемое значение эффективности Следовательно, задачи исследования методов и средств обеспечения надежности АСПТП являются актуальными на данный момент и представляют собой существенный научный и практический интерес
Целью данной работы является проведение системного анализа, разработка алгоритмов контроля надежности функционирования и методики повышения надежности автоматизированной системы планирования грузовых перевозок распределенной промышленной корпорации
В соответствии со сформулированной целью определены следующие основные задачи диссертации
Проведение анализа грузовых перевозок и требований к надежности и эффективности работы существующих автоматизированных систем
Исследование существующих систем планирования методами системного анализа на основании разработанных требований
Анализ жизненного цикла прохождения заявки грузоотправителя и определение дестабилизирующих факторов, впияющих на надежность системы на каждом из этапов жизненного цикла
Определение системы показателей оценки надежности функционирования системы планирования грузовых перевозок
Определение вероятностных характеристик прохождения заявок грузоотправителей п> гем моделирования потока заявок
Выделение системы приоритетных показателей надежности для количественной оценки влияния дестабилизирующих факторов, воздействующих на систему планирования грузовых перевозок
Разработка алгоритмов контроля надежности функционирования системы планирования грузовых перевозок
Разработка методики использования комплекса программно-аналитических средств повышения надежности системы планирования грузовых перевозок
Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы системного анализа, методы теории экспертных оценок, методы теории массового обслуживания
Научная новизна работы заключается в следующих положениях
Разработано новое системно-аналитическое описание системы планирования грузовых перевозок, спецификой которого является комплексный анализ жизненного цикла обработки заявки грузоотправителя, позволяющий определить влияние дестабилизирующих факторов на надежность функционирования системы Это позволило выявить подсистемы, требующие повышения надежности их функционирования
Разработано комплексная методика повышения надежности системы планирования грузовых перевозок, которая в отличие от существующих позволила систематизировать последовательность действий по повышению надежности от проведения анализа системы до разработки и внедрения алгоритмов
Разработаны новые алгоритмы повышения надежности планирования грузовых перевозок, которые в отличие от существующих позволяют осуществлять непрерывный контроль, как за действиями операторов-пользователей системы, так и за встроенными автоматическими программными блоками Это позволило повысить эффективность грузовых перевозок за счет уменьшения количества невыполненных заявок
Определена новая система приоритетных показателей оценки надежности, на основании которой были реализованы алгоритмы контроля надежности функционирования системы планирования Практическая ценность работы. Разработана комплексная система и
программные модули по повышению надежности АСПГП Эти модули можно использовать как при разработке новых АСПГП, так и в качестве составных частей существующих АСПГП для увеличения надежности их работы Разработанные программные модули встроены в программное обеспечение АСПГП, что позволяет значительно сократить время на составление сводного заказа на перевозку грузов и определение потребного количества подвижного состава для подачи грузоотправителям Данные модули позволяют еще на этапе планирования отслеживать возможные ошибки и предупреждать пользователя о месте их возникновения Кроме того, разработанная комплексная система дополняет существующие АСПГП, и повышает эффективность их работы за счет применения методов, снижающих воздействие на нее различных дестабилизирующих факторов Программные модули реализованы па языке Delphi в качестве базы данных использован Microsoft SQL Server Разработанные методики и программные подсистемы защищены
свидетельствами на интеллектуальную собственность Практические результаты отражены также в акте внедрения АСПГП на Куйбышевской железной дороге
Достоверность и обоснованность полученных результатов, выводов и рекомендаций обеспечивается- корректным применением методов системною и струкгурного анализа автоматизированных систем, а также методов экспертных оценок, адекватносіью разработанной модели системы массового обслуживания заявок грузоотправителя реальным процессам прохождения заявок, опытом реальной эксплуатации разработанных программ и методик АСПГП
Положения, выносимые на защиту:
Системно-аналитическое описание системы планирования грузовых перевозок, которое позволило определить подсистемы, требующие повышения надежности их функционирования
Комплексная методика применения программно-аналитических средств повышения надежности системы планирования грузовых перевозок
Алгоритмы повышения надежности планирования грузовых перевозок, которые в отличие от существующих позволяют осуществлять непрерывный контроль, как за действиями операторов-пользователей системы, так и за встроенными автоматическими программными блоками
Система приоритетных показателей оценки надежности, на основании которой были реализованы алгоритмы контроля надежности функционирования системы планирования грузовых перевозок Внедрение результатов работы. АСПГП внедрена в промышленную
эксплуатацию на 93 грузовых станциях, а также в региональных центрах и центральном управлении Куйбышевской железной дороги Общее количество установленных рабочих мест составляет 439
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и форумах Международная научно-практическая конференция «Инфотранс-96» (г Санкт-Петербург, 1996г), 6-я международная конференция молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» (г Самара, 2005г), международная молодежная научная конференция «Туполевские чтения» (г Казань, 2005г), 10-я международная научно-практическая конференция «Инфотранс-2005» (г Санкт-Петербург, 2005г), международная конференция «Корпоративные системы-2005» (г Москва, 2005г), международная конференция «Тсхникон-2005» (г Москва, 2005г ), 12-я Российская научная конференция профессорско-преподавательскої о состава ПГАТИ (г Самара, 2005 і )
Публикации По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ (в том числе 3 из них в изданиях, рекомендованных ВАК) и получено 10 свидетельств об официальной регистрации программ для ЭВМ
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и приложений, содержит 122 страницы основного текста, 17 рисунков, 11 таблиц, список литературы из 124 наименований
Похожие диссертации на Системный анализ и алгоритмы контроля надежности функционирования автоматизированной системы планирования грузовых перевозок
