Автоматизированная система управления (АСУ) – совокупность программных, технических и аппаратных средств, экономико-математических методов, предназначенных для управления различными процессами или объектами в рамках технологического процесса, производства, предприятия.
Автоматизированные системы управления применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т.п. Необходимость автоматизации процессов организационного управления обусловлена ростом масштабов управляемых объектов и возросшими объёмами информации, необходимой для выработки управляющих (организационных) решений.
2.1. Автоматизированные системы управления автотранспортного предприятия (АСУП)
Автотранспортное предприятие (АТП) представляет собой комплекс производственных подразделений (участки, автоколонны, зоны ТО и ремонта, склады) и служб (технический отдел, плановый отдел, бухгалтерия и т.д.), в каждом из которых решается конкретная задача. Все подразделения АТП можно разделить на две части, которые выполняют свои определённые функции либо на территории предприятия, либо за его пределами. Деятельность подразделений и персонала отражается в различных документах: табель работы персонала, наряд выхода на линию, путевой и ремонтный листы, товарно-транспортная накладная, требование на получение запасных частей и др. Результаты деятельности АТП оформляются в виде различных сводок и отчётов. Таким образом, источниками информации являются подразделения предприятия, в которых работники выполняют определённые виды работ.
Носители информации на АТП, т.е. документы, в процессе составления и формирования проходят через подразделения предприятия, каждое из которых вносит или извлекает из него определённые данные. Набор документов в соответствии с маршрутом их движения представляет собой документооборот (информационный поток предприятия). Маршрут движения документов (схема документооборота) специфичен для каждого конкретного автотранспортного предприятия. Показатель рациональности документооборота АТП может быть определён рядом критериев:
– объём обрабатываемой информации;
– соотношение объёма нормативно-правовой, справочной, первичной и вторичной информации;
– степень дублирования информации;
– трудоёмкость обработки данных и др.
На АТП в основном применяется децентрализованная технология обработки данных, при которой документы (первичная информация) обрабатываются персоналом вручную, а также без каких-либо посредников формируются необходимые выходные данные.
Со значительной частью первичных документов работает несколько подразделений предприятия. К примеру, требование на запасные части следуют по схеме: автоколонна – склад – бухгалтерия, при этом в каждом подразделении в них вносится своя информация, которая не дублирует уже имеющуюся.
Содержание вторичных документов полностью или частично повторяет информацию первичных.
При обработке путевой документации формируется большое количество отчётов, сводок и справок, при этом выполняются сортировки и разноски содержащихся в них сведений (по водителям, маркам, автоколоннам, автомобилям, и др.). При анализе документооборота дублирующая информация полностью присутствует почти в 80% вторичных документов, в оставшихся 20% присутствуют сведения первичных документов. Данный анализ свидетельствует о необходимости применения автоматизаций систем управления на предприятии.
При внедрении АСУ на предприятии рекомендуется:
– реализовать обмен информацией между подразделениями и отделами АТП с помощью локальной компьютерной сети;
– проверка всей схемы и структуры документооборота АТП (уменьшение первичной документации до минимума);
– хранение первичной документации на электронных носителях;
– применение единой нормативной и справочной информации всеми отделами и подразделениями АТП;
– однократное введение первичной информации в систему (электронную базу данных);
– с целью сокращения обменных информационных потоков перераспределить задачи между подразделениями и отделами предприятия;
– функционирование всех информационных систем и подсистем в режиме реального времени.
Типовая структурная схема информационной системы АТП (рис. 2.1) включает комплекс взаимосвязанных автоматизированных рабочих мест [1].
Автоматизированное рабочее место (АРМ) – программно-технический комплекс, автоматизирующий процедуру ввода, обработки, изменения и использования информации об объекте или системе, вынесенный на рабочее место.
Функции самостоятельного АРМ будут разными для каждого типа АТП (пассажирского, грузового, таксомоторного и т.д.). Тем не менее все АРМ должны работать в пределах локальной (единой) сети и использовать общую базу данных.
Первичная информация должна вводиться в ЭВМ однократно через АРМ подразделения, где появляется, затем может быть использована любым отделом или подразделением предприятия. Поиск, обмен, анализ и обработка информации должны выполняться автоматически на основе прикладных программных средств. Ниже приведены структурные схемы и базовые функции каждого АРМ на примере пассажирского АТП.
АРМ отдела кадров (рис. 2.2) предназначен для ввода и корректировки персональной информации о работниках автотранспортного предприятия. Здесь производится заполнение необходимых справочников (структура подразделений предприятия, штатные расписания, категория работников, уровень образования и т.д.). Персонал отдела кадров отслеживает все движения работников (приём, переход в другое подразделение, увольнение), а также изменения информации работника по смене места жительства, изменения классности, рождения детей и др. с изданием соответствующих распоряжений или приказов. Модуль анализа кадрового состава позволяет получить оперативную информацию о списочном составе подразделения, потребностях в персонале, текучести, вакансиях и др. Данная информация об изменениях кадрового состава сразу отображается в базе данных (БД) и становится доступной для использования с других АРМ.
АРМ диспетчера (рис. 2.3) предназначен для оперативного планирования работы водителей и кондукторов. Здесь производится заполнение необходимых справочников (маршрут движения, расписание и др.). Диспетчером составляются месячные графики работы линейного персонала, вносятся в данные графиков оперативные корректировки (неявка по причине болезни), анализируются табели фактической работы линейных работников, составляются суточные наряды выхода на работу. Производится оперативная корректировка нарядов, обеспечивается их печать и передача в автоколонны. При наличии данного АРМ резко сокращаются трудовые затраты на обработку путевой документации, потому что при формировании нарядов плановая работа водителя автоматически заносится в БД.
АРМ таксировщика (рис. 2.4) предназначен для ввода, обработки и анализа путевой документации. Здесь обрабатываются путевые листы по всем видам работ (маршрутные, коммерческие, заказные, хозяйственные и др.). Осуществляется ввод информации о выданном водителю топливе (ведомости топливораздачи или путевые листы), выручке кондуктора (билетно-учётные или путевые листы). Кроме того, на данном АРМ оформляются сход подвижного состава с линии, смены маршрутов, замены кондукторов и др. В фоновом режиме происходят расчёты отработанных часов, корректировки плановой выручки (при сходе с линии), нормативного расхода топлива, расчёты пробегов и др.
АРМ технического отдела (рис. 2.5) предназначен для ввода, корректировки и анализа информации о транспортных средствах АТП. Здесь производится заполнение необходимых справочников (марка подвижного состава, нормативы ТО и ремонта и др.). Работник технического отдела отслеживает все перемещения подвижного состава (получение, перевод в другое подразделение, списание), а также изменение по конкретным транспортным средствам (закрепление за водителем, замена двигателя и др.) с изданием соответствующих распоряжений или приказов. Модуль анализа состояния подвижного состава позволяет получить оперативную информацию о возрастной структуре парка, пробеге, закреплении за водителем и др.
АРМ склада (рис. 2.6) предназначен для отслеживания движения материалов и запасных частей (приход, расход, остаток). Здесь производится заполнение необходимых справочников (вид материального средства, место их хранения, группа, подгруппа деталей и др.). Персоналом склада отслеживаются все перемещения запасных частей на АТП (приход, передача на промежуточный склад, выдача водителю, продажа и т.д.) с соответствующим оформлением документации.
Модуль анализа состояния склада позволяет получать оперативную информацию о местонахождении и наличии запасных частей, складских остатках, дефиците или залежалости деталей и материалов и пр. Данная информация об изменениях состояния склада сразу отображается в БД и становится доступной для использования с других АРМ. При организации данного рабочего места нужна чёткая согласованность действий с рабочим местом материальной части бухгалтерии. Для некоторых предприятий данный АРМ может быть не обязательным, в особенности, если складское помещение находится на большом расстоянии от административного здания.
АРМ ремонтной службы (рис. 2.7) предназначен для планирования технических обслуживаний (ТО-1 и ТО-2), а также для учёта ремонтных воздействий на транспортные средства предприятия. Здесь производится заполнение необходимых справочников (вид ремонтного воздействия, норматив трудоёмкости и простоя в ТО и ремонте, стоимость ремонта и др.). Персоналом данной службы отслеживаются все перемещения подвижного состава АТП (постановка на ремонт, перемещения по ремонтным зонам, выход из ремонта) с изданием соответствующих документов (ремонтные листки). Модуль анализа простоев на ТО и ремонте позволяет получать оперативную информацию о местонахождении подвижного состава, готовности к выполнению транспортной работы и др.
АРМ техника учёта ресурса шин (рис. 2.8) предназначен для определения пробега каждой шины, установленной на транспортном средстве, для анализа износа шины (по моделям шины, заводам-изготовителям, пробеговым маршрутам, маркам автомобилей и пр.), формирования заявки для отправки шин на шиноремонтные предприятия. На основании этих данных можно проанализировать причины преждевременного износа шины. Здесь производится заполнение необходимых справочников (модель шины, завод-изготовитель, нормы износа шин, классификация причин преждевременного износа и др.).
Работники данной службы заносят в БД сведения о шинах, установленных на транспортных средствах, отслеживают все перемещения шин по каждому подвижному составу (монтаж, демонтаж) с изданием соответствующих распоряжений, приказов или актов. Модуль разноски пробегов шин позволяет производить расчёты пробегов в автоматическом режиме. Модуль анализа износов шин позволяет получать оперативные сведения о пробегах шин, сведения о причине их преждевременного износа.
АРМ техника по учёту топлива (рис. 2.9) предназначен для ввода и корректировки нормативов использования топлива, получения выходных данных об анализе расхода топлива, каждодневного контроля правильности ввода параметров количества топлива, полученного водителями, получения оперативной информации о перерасходе топлива. Сведения о пробегах и расходах топлива формируются в процессе работы АРМ таксировщика автоматически.
2.2. Автоматизированная система управления дорожным движением
Автоматизированная система управления дорожным движением (АСУДД) – это комплекс программно-технических средств, систем и мероприятий, направленных на обеспечение безопасности дорожного движения, снижение транспортных задержек, улучшение параметров улично-дорожной сети и улучшение экологической обстановки.
Программно-системный комплекс системы обеспечивает управление движением ТС и пешеходных потоков на улично-дорожной сети (УДС) городов или магистрали путём реализации следующих основных технологических алгоритмов:
Основным режимом работы АСУДД, который позволяет уменьшать время нахождения пассажиров и грузов в пути, снижать отрицательное влияние транспортных средств на экологическую обстановку, повышать общий уровень безопасности дорожного движения, является режим координированного управления дорожным движением.
Принцип координации заключается в согласовании работы светофорных объектов магистрали, в целях обеспечения пропуска транспортных средств с минимальными задержками по ней. При реализации этого принципа ТС следуют по маршруту координации как бы по заданному расписанию, подъезжая к очередному перекрёстку в определённый момент, когда на нём в данном направлении движения включается разрешающий сигнал светофора.
Анализ функционирования транспортной системы при внедрении АСУДД показывает следующую эффективность организации дорожного движения:
Средства создаваемой системы АСУДД обеспечивают:
На базе средств АСУДД в городах возможно также создание следующих систем:
Система экологического контроля, которая может быть создана путём дополнения АСУДД специальными датчиками и позволит решать следующие задачи:
Ориентировочная стоимость разработки ПСД на создание и развитие АСУДД составляет 300–700 тыс. рублей для десяти светофорных объектов. В зависимости от их категории сложности сроки проектирования АСУДД составляют 3–8 месяцев в зависимости от задач и размера объекта проектируемой системы в один или несколько этапов.
2.3. Автоматизированные системы управления общественным транспортом с использованием технологий ИТС
Автоматизированная система управления общественным транспортом (АСУОТ) – это комплекс программно-технических и аппаратных решений, которые позволяют оптимизировать процессы управления городскими пассажирскими и пригородными перевозками общественным транспортом с помощью автоматизации процессов управления.
Данная система функционирует на базе технологий ГЛОНАСС, обеспечивающих передачу сведений о местоположении транспортного средства в центральную диспетчерскую службу (ЦДС), в которой происходит мониторинг и дальнейшее управление всеми транспортными единицами города.
Задачами АСУОТ являются управление всеми видами городского и пригородного общественного пассажирского транспорта в ЦДС на одной карте-схеме, автоматизация всех этапов управления транспортной инфраструктурой: планирование маршрута, мониторинг и оперативное управление, комплексная сервисная поддержка, построение финансовой и аналитической отчётности, предоставление информационных сервисов для потребителей.
Во внедрении заинтересованы все ключевые структуры, участвующие в процессе управления транспортным комплексом в регионе:
Внедрение системы позволяет достичь следующих результатов:
Функциональные возможности системы АСУОТ:
Крупнейший в России проект по автоматизации городского и пригородного общественного транспорта в г. Санкт-Петербурге реализован на продукте СКАТ (системы комплексной автоматизации транспорта). Целью данного проекта является создание комплексной системы управления городским и пригородным наземным пассажирским транспортом и автоматизация всех этапов управления транспортной инфраструктурой: разработка маршрутов движения, оперативное управление, мониторинг, анализ полученных результатов, составление отчётов, оплата проезда и сервис.
2.4. АСУ взаимодействия различных видов транспорта
Для освоения перспективных объёмов перевозок, сокращения транспортных издержек и повышения уровня использования технических средств транспорта необходимо дальнейшее совершенствование управления перевозками. Создание единой транспортной системы страны невозможно без соответствующей автоматизированной управляющей системы, с помощью которой в каждом из центров управления должны решаться основные задачи долгосрочного и оперативного планирования работы транспорта и его развития. Общая автоматизированная система управления транспортом (АСУТ) – совокупность отраслевых АСУ различных видов транспорта, которые создаются как подсистемы АСУТ. В техническом отношении АСУТ формируется в виде координированной единой сети вычислительных центров всех видов транспорта.
Задачи, стоящие перед управлением единой транспортной системы в целом:
В настоящее время ведутся постоянные разработки по проектированию автоматизированной системы управления транспортным комплексом Российской Федерации (АСУТК). К таким системам можно отнести: Автоматизированную информационно-аналитическую систему регулирования на транспорте (АСУТК) и Единую мультисервисную аппаратно-программную платформу интеграции интеллектуальных транспортных систем (ИТС) транспортного комплекса РФ.
В соответствии с утверждёнными нормативными актами Минтранса РФ основными целями создания АСУТК являются:
• повышение эффективности управления функционированием и развитием транспортного комплекса РФ;
• повышение комплексной безопасности и устойчивости транспортной системы.
Механизмами реализации системы являются:
• применение современных информационных технологий;
• формирование единой информационной среды транспортной отрасли;
• развитие инструментов:
- сбора информации;
- аналитической обработки информации;
- поддержки принятия управленческих решений.
АСУТК – это, прежде всего, система организационного управления развитием транспортного комплекса РФ, автоматизированная система поддержки принятия управленческих решений руководством министерства транспорта РФ, его департаментов, агентств, службы.
Поддержка принятия управленческих решений обеспечивается с помощью мониторинга системы ключевых показателей (СКП) развития транспортного комплекса страны. Система ключевых показателей развития транспортного комплекса РФ – один из главных аспектов автоматизации, основная организационно-функциональная компонента АСУТК. Именно на основе мониторинга состояния объектов и субъектов транспортного комплекса, аналитической обработки полученной информации и альтернативных управленческих подходов обеспечивается формирование комплексных целевых программ управления. С помощью СКП осуществляется программно-целевое управление сбалансированным развитием национального транспортного комплекса.
Достоверность, полнота и актуальность информации, лежащей в основе формирования СКП, в основе автоматизации поддержки принятия управленческих решений, обеспечиваются созданием в рамках системы Единой информационной среды транспортного комплекса РФ. Единая информационная среда (ЕИС) – это электронная версия информационного поля, которая поддерживается при совокупности программно-технических и аппаратных средств. Основу среды составляют стандартизованные форматы данных и электронных документов, унифицированные протоколы информационного взаимодействия, описания бизнес-процессов в предметных областях в новых условиях (с учётом широкого информационного взаимодействия) опирающиеся на международные стандарты в области транспорта и внешней торговли. В первую очередь – именно описания бизнес-процессов. Единая информационная среда – это также специальные регламенты, упрощающие формальности транспортных перевозок по территории стран Таможенного союза, процедуры информационного взаимодействия участников транспортного процесса.
Для организации унифицированного взаимодействия субъектов транспортного комплекса, министерств и ведомств, контролирующих и регламентирующих их работу, международных организаций и ассоциаций в области транспорта и торговли в рамках ЕИС АСУТК создаётся и будет поддерживаться в актуальном состоянии динамическая модель данных и электронных документов. Данная модель опирается на разрабатываемый под эгидой Европейской экономической комиссии ООН (UNECE) стандарт электронных документов в сфере торговли – UNeDocs. Модель интегрируется с моделью данных и электронных документов, лежащей в основе системы электронного представления сведений (ЭПС) ФТС России, должна интегрироваться с аналогичными моделями перспективных информационных систем иных министерств и ведомств, участвующих в работе транспортного комплекса РФ (ИИСВВТ, МИАИС, ЕГИС ОТБ и пр.).
Процессная модель данных и электронных документов – методическая основа АСУТК. Именно на её основе обеспечивается точное соотнесение всех процессов и функций транспортного комплекса, полнота используемых баз данных и непротиворечивость ключевых показателей и отчётных форм, реализуется формирование единых информационных стандартов ЕИС АСУ ТК. На базе единых информационных стандартов ЕИС АСУТК организуется взаимодействие всех информационных компонент субъектов транспортного комплекса, в том числе – информационных ресурсов министерства транспорта, его департаментов, агентств и службы.
АСУТК не подменяет и недолжно подменять собой ранее созданный и функционирующий информационный комплекс. На фундаменте единых корпоративных информационных стандартов ЕИС АСУТК осуществляется интеграция всех имеющихся информационных ресурсов для получения актуальной, достоверной и полной информации, необходимой для принятия эффективных управленческих решений. Такая идеология позволяет организовать поэтапный ввод в эксплуатацию разрабатываемых компонент АСУТК. Устаревшие или малоэффективные информационные ресурсные компоненты управленческого уровня могут быть поэтапно заменены, как в рамках самостоятельных программ развития, так и в согласованных рамках развития АСУТК.
ЕИС АСУТК позволяет получить альтернативность подхода к развитию системы, поэтапный и постепенный ввод в эксплуатацию информационно-технологических сервисов. Наборы сервисов, реализуемых АСУТК субъектам транспортного комплекса, в том числе и управленцам министерства транспорта РФ, будут развиваться и расширяться непрерывно, на протяжении всего жизненного цикла системы, охватывать весь её перспективный функционал.
В целях обеспечения достоверности и полноты информационного содержания баз данных системы, обеспечения оперативности и эффективности принятия управленческих решений, все информационное взаимодействие субъектов транспортного комплекса должно осуществляться строго через доверительную ЕИС АСУТК России, опирающуюся на корпоративное нормативно-правовое поле министерства транспорта России. Через ЕИС АСУТК должны проходить все виды технологического информационного обмена с государственными ведомствами, международными организациями, стандартными отраслевыми информационными каналами передачи информации и пр.
Иные варианты информационного взаимодействия в отсутствие однозначно трактуемых межведомственных стандартов обмена данными, достаточной глубины проработки федерального нормативного поля в области транспорта и внешней торговли неизбежно приведут к потере достоверности данных и потере комплексного управления национальной транспортной системой.
Базы данных АСУТК должны актуализироваться только строго первичной информацией с максимально возможным технологическим обеспечением однократного её ввода в систему. Такая актуальность будет поддерживаться специальной корпоративной нормативно-правовой базой АСУТК, включающей в себя нормы федерального и межведомственного уровня, ведомственные нормативные акты, регламенты, положения и др.
Важнейшим моментом в решении задачи актуализации единой информационной среды АСУТК России является задача интеграции информационных потоков, поступающих из действующих и проектируемых интеллектуальных транспортных систем (ИТС). К ним можно отнести различные системы сбора платежей с автотранспортных средств, навигационно-информационные системы, системы диспетчеризации, контроля режимов труда и отдыха экипажей транспортных средств, информационные компоненты систем транспортной безопасности и т.д. Обеспечение единства технологического управления всеми без исключения информационными ресурсами транспортного комплекса позволит Минтрансу РФ максимально эффективно организовать процессы управления национальной транспортной системой, внедрить технологии контроля и управления логистическими процессами в режиме реального времени, будет способствовать повышению их безопасности и производительности.
Единая информационная среда ИТС должна быть составной и неотъемлемой частью ЕИС АСУТК России. Информационная среда ИТС должна обеспечить стандартизованное и унифицированное применение различных технологий позиционирования, идентификации и навигации, телематического мониторинга и видеонаблюдения транспортных средств и грузов.
Единство технологического управления ИТС ТК России должна обеспечивать платформа интеграции интеллектуальных транспортных систем в транспортном комплексе РФ, разработка которой проводится в настоящее время. Платформа будет представлять собой сложную, масштабную, многофункциональную систему, обрабатывающую большое количество разнородных данных, предполагающих принятие на основе их обработки управленческих решений, затрагивающих интересы большого количества субъектов транспортного комплекса и транспортной отрасли в целом. Развитие интеллектуальных транспортных систем методически основывается на системном подходе при формировании ИТС как интегрированных систем, а не отдельных сервисов. При этом создание ИТС основывается на модернизации и реинжениринге действующих транспортных систем. Интеграция отдельных сервисов ИТС в единую систему будет реализована как по горизонтали (на региональном уровне), так и по вертикали (на уровне видов транспорта, профильных агентств). Такой подход полностью сочетается с методологией, лежащей в основе создания АСУТК РФ.
Концептуальные положения международной стандартизации, в части описания базовых функций, протоколов обмена данными, процессов, интерфейсов, требований к оборудованию и другим параметрам ИТС идентичны положениям, лежащим в основе стандартизации ЕИС АСУТК. Это позволит реализовать согласованную с международными нормами библиотеку национальных транспортных информационных стандартов, практически создать единую национальную транспортную информационную среду.
Для организации управления целостностью ЕИС АСУТК в рамках Минтранса РФ необходимо создать специализированную управленческую структуру. Основная задача этой структуры – непрерывная поддержка в актуальном состоянии процессной модели данных и электронных документов, необходимых и достаточных для обеспечения эффективной работы национального транспортного комплекса.
Для обеспечения поддержки эффективного развития АСУТК, актуализации её информационно-технологических услуг, поддержки разработки корпоративных информационных стандартов, интеграции с федеральными, внутриведомственными, межведомственными и международными отраслевыми информационными ресурсами, оперативного управления ЕИС системы в рамках обеспечения АСУТК РФ будет создаваться специализированная сервисная структура, операторский центр системы.
Организация информационного взаимодействия всех звеньев логистических цепочек работы транспортного комплекса РФ, создание механизмов «известности» всех элементов материального, финансового, документального и иных логистических потоков, повышение безопасности национальной транспортной системы, её интеграция в мировую систему – задачи, стоящие перед АСУТК РФ, задачи, реализуемые интегральной ЕИС ТК. На основе интегральной ЕИС реализуются комплексы государственных информационных услуг. Все инженерное, программно-аппаратное, коммуникационное и иные виды обеспечения системы служат для организации чёткой работы ЕИС, в целях поддержки эффективных управленческих решений.