Введение к работе
Актуальность проблемы. Использование на железнодорожном транспорте вычислительных средств в хозяйстве железнодорожной автоматики и телемеханики, обеспечивающих существенное увеличение объемов передаваемой и обрабатываемой информации, развитие функциональных возможностей систем требует применения новых подходов к организации документооборота технической документации (ТД).
Предпосылками создания систем электронного документооборота технической документации (ЭДТД) явились научные исследования, проводимые специалистами и учеными отрасли. Вопросы создания концепций электронного документооборота (ЭД) и делопроизводства подробно рассмотрены в трудах Баскакова М.А., Быкова Л.М., Гавердовского А., Баласаняна В.Э., Бобылевой М.П., Пахчаняна А., Сысоевой Л.А., зарубежных авторов Огина Такахико, L. Duranti.
Однако ТД для систем железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ) обладает существенными особенностями, которые требуется учитывать при организации ЭДТД. При этом необходимо создание единых стандартов информационного обмена и представления ТД в электронном виде, а проверка корректности ТД требует формализации их описания.
Вопросы организации ЭД на железнодорожном транспорте и моделирования систем ЭД нашли свое отражение в трудах Василенко М.Н., Шабельникова А.Н., Круковского М.Ю., Лябаха Н.Н., Бакановой Н.Б., Живаевой О.В., Вишневского В.М., Саттона М.Дж., Кнута Д.
Однако для СЖАТ необходима разработка моделей ЭДТД, обеспечивающих количественную оценку эффективности ЭД и качества ТД, участвующей в ЭДТД. Практическая реализация и широкое внедрение систем ЭДТД сдерживаются отсутствием теоретической базы и концепции построения таких систем для ОАО «РЖД» и конкретных областей применения. Кроме того, большие трудности вызывает отсутствие единых стандартов на представление информации в электронном виде, что приводит к несовместимости информационных систем разных уровней и необходимости разработки дополнительных программных средств при реализации приложений.
В связи с существенным увеличением объемов строительства и технического перевооружения, организацией высокоскоростного движения перед ОАО «РЖД» стоят задачи по существенному сокращению сроков и удешевлению строительства СЖАТ. Для решения этой задачи необходима разработка методов, обеспечивающих формирование ТД и контроль полного жизненного цикла СЖАТ.
Целью диссертации является разработка и практическая проверка теории и методов управления транспортными технологическими процессами обеспечения движения поездов на основе ЭДТД в хозяйстве автоматики и телемеханики.
Основными задачами исследования являются:
-
Анализ тенденций развития систем ЭД, автоматизации проектирования ТД (САПР), принципов получения и обработки информации, содержащейся в ТД.
-
Разработка методов оценки эффективности и качества программных пакетов для организации ЭДТД, проектирования и ведения ТД.
-
Разработка концепции построения систем ЭДТД для СЖАТ.
-
Синтез обобщенной формализованной схемы процессов (ОФС) ЭДТД.
-
Синтез отраслевого формата ТД на устройства СЦБ (ОФ-ТД).
-
Разработка принципов согласования и утверждения ТД в электронном виде.
-
Разработка теоретических основ оценки эффективности ЭДТД на основе метода имитационного моделирования.
-
Разработка методики оценки качества ТД. Разработка метода оптимизации процессов ЭДТД.
-
Формализация проверки ТД. Синтез атрибутных грамматик для описания и анализа ТД.
-
Синтез системы ЭДТД, обеспечивающей поддержку и контроль полного жизненного цикла СЖАТ.
-
Разработка методов оценки экономической эффективности систем ЭДТД.
Диссертационная работа выполнена в рамках Стратегической программы развития ОАО "РЖД" и программы структурной реформы на железнодорожном транспорте в соответствии с решениями совещания с главными инженерами служб автоматики и телемеханики ОАО «РЖД», руководителями проектных организаций по объектам строительства и реконструкции СЖАТ с оценкой качества работы проектных организаций, утвержденными вице-президентом ОАО «РЖД» В.Б. Воробьевым 12.05.08.
Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с применением методов имитационного моделирования, математической статистики, теории графов, теории алгоритмов и теории формальных языков и грамматик.
Достоверность научных положений обоснована теоретическими исследованиями, подтверждена их экспериментальной проверкой и практической реализацией на сети железных дорог РФ, в проектных институтах железнодорожного транспорта.
Научная новизна работы. В диссертации впервые разработан формализованный метод моделирования систем ЭДТД на основе иерархического матричного представления процессов ЭДТД как сложных систем массового обслуживания (ССМО).
Предложена концепция построения единой автоматизированной системы ЭДТД (ЕАС ЭД) в системах автоматики и телемеханики, на основе которой синтезирована обобщенная формализованная схема (ОФС) ЭДТД. В рамках концепции предложена методология и принципы построения систем ЭДТД СЖАТ. Предложена методика выбора и оценки эффективности программных пакетов для автоматизированных систем ЭДТД.
На основе анализа информационных процессов на всех этапах жизненного цикла СЖАТ разработана структура и принципы построения ОФ-ТД. Синтезирована структура организации ЭДТД с использованием информационной системы поддержки принятия решений на основе электронных баз данных ТД (БДТД), предложена методика оценки эффективности ЭДТД и качества ТД. Синтезирована система мониторинга и управления проектированием, строительством и пусконаладочными работами по системам СЦБ. Предложены методы оптимизации координации взаимодействия организаций, участвующих в ЭДТД.
Практическая ценность диссертации состоит в разработке инженерных методик количественной оценки качества графических программных пакетов для систем ЭДТД и качества ТД, разработке ОФ-ТД на устройства СЦБ, организации ЭДТД с использованием интегрированной системы проектирования, ведения ТД и информационной системы поддержки принятия решений на основе БДТД, реализации системы мониторинга и управления проектированием, строительством и пусконаладочными работами по системам СЦБ, разработке методов и средств построения систем ЭДТД хозяйства автоматики и телемеханики ОАО «РЖД».
Реализация работы. Полученные в диссертации результаты используются на всех ж.д. России для ведения ТД на устройства СЦБ.
Теоретические и практические результаты диссертационной работы использованы при разработке и внедрении автоматизированных рабочих мест проектирования и ведения ТД на устройства СЦБ (АРМ – ВТД, АРМ – ПТД), АРМ комплексной проверки и анализа ТД, АРМ тестирования СЖАТ, ОФ-ТД на устройства СЦБ. АРМ – ВТД внедрен на всех ж.д. России, общее количество внедренных АРМ – ВТД – 1448 (на декабрь 2010 г.) в том числе на Октябрьской ж.д. – 120, Северной ж..д. – 74, Приволжской – 84, Московской – 113. АРМ – ПТД внедрен в 50 проектных организациях, общее количество внедренных АРМ – ПТД – 264 в том числе в ОАО «Росжелдорпроект» – 30, в ОАО «Ленгипротранс» – 27 рабочих мест АРМ – ПТД.
В учебных заведениях: материалы диссертации вошли в учебные программы по специальности 190901 «Системы обеспечения движения поездов».
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации были доложены на международных конференциях и симпозиумах: научно-методической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития ж. д. транспорта» РГОТУПС, г. Москва, 2000 г.; международной научно-практической конференции «Транссибирская магистраль на рубеже XX-XXI веков: пути повышения эффективности использования перевозочного потенциала», г. Москва, 2003 г.; Первой международной научно-практической конференции «Автоматика и телемеханика на ж.д. транспорте», С-Пб, 8 - 11 июля 2004 г.; XXXII международной конференции «Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникациях и бизнесе», Украина, Крым, Ялта-Гурзуф, 20 - 30 мая 2005 г.; Международной конференции «Наука, инновации, образование», Екатеринбург (УрГУПС), 16 – 17 ноября 2006 г.; Санкт-Петербургской международной конференции «Региональная информатика», С-Пб, 2000, 2004, 2008 гг.; Международной научно-практической конференции «Информационные технологии на ж.д. транспорте» (Инфотранс), С-Пб, 2004, 2005, 2008 гг.; Республиканской научно-технической конференции «Проблемы внедрения инновационных идей, проектов и технологий в производство», Узбекистан, Джизак, 15 - 16 мая 2009 г.
Диссертационная работа обсуждалась и получила одобрение на заседании кафедры «Автоматика и телемеханика на ж.д.» ПГУПС в 2010 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 48 печатных работ, из них 2 монографии, 20 статей в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования материалов докторских диссертаций и 4 методических указания для обучения студентов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, десяти разделов и заключения. Она содержит 370 страниц основного текста, 93 иллюстрации, 24 таблицы, список литературы из 184 наименований и 11 приложений.
