Методы и алгоритмы сокращения ошибок проектов железнодорожной автоматики и телемеханики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.08, кандидат технических наук Тележенко, Татьяна Александровна

• Тележенко, Татьяна Александровна
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Тележенко, Татьяна Александровна

Введение.

1 Актуальность задачи сокращения ошибок проектов ЖАТ.

1.1 Актуальность проблемы обеспечения качества технической документации.

1.2 Определение понятия «ошибка» в технической документации ЖАТ.

1.3 Современное состояние методов сокращения ошибок проектов железнодорожной автоматики и телемеханики.

1.4 Выводы и постановка задач диссертации.

2 Разработка принципов построения автоматизированной системы экспертизы схемных решений ЖАТ.

2.1 Определение задач и функций автоматизированной системы.

2.2 Синтез подсистем автоматизации экспертизы схемных решений.

2.3 Разработка методов построения и кодирования классификатора ошибок технической документации систем железнодорожной автоматики.

2.4 Синтез подсистемы ведения баз данных ошибок проектов.

2.6 Выводы по разделу.

3 Методы формализованного описания путевых объектов железнодорожной автоматики и телемеханики.

3.1 Принципы построения формализованного языка описания путевых объектов.

3.2 Синтез базовых элементов для описания топологии схематического плана станции.

3.3 Разработка словаря символов для описания элементов маршрутизированных передвижений и маршрутов.

3.4 Синтез эталонных конструкций языка, задающих правила грамматики.

3.5 Выводы по разделу.

4 Методы и алгоритмы верификации схематических планов станций.

4.1 Разработка методов верификации технических документов.

4.2 Синтез алгоритма синтаксического контроля схематического плана станции.

4.3 Синтез алгоритма семантического контроля схематического плана станции.

4.4 Практическая реализация алгоритмов верификации схематических планов станций.

4.5 Выводы по разделу.

5 Методика оценки и анализа экономической эффективности экспертизы схемных решений в составе комплексной системы электронного документооборота.

5.1 Экономическое обоснование эффективности внедрения

АС ЭСРЖАТ.

5.2 Критерии оценки инвестиционных проектов.

5.3 Методика определения экономической эффективности внедрения разработанных методов.

5.4 Выводы по главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы и алгоритмы сокращения ошибок проектов железнодорожной автоматики и телемеханики»

Эффективная организация работы железнодорожного транспорта требует решения целого комплекса сложных задач. В связи с необходимостью широкой модернизации, реконструкции и замены устройств железнодорожной автоматики (ЖАТ), важной задачей является повышение качества проектной документации.

Системы железнодорожной автоматики и телемеханики (СЖАТ) являются важнейшей составляющей автоматизированных технологических комплексов для управления движением поездов на станциях и перегонах. В развитие современной теории управления перевозочным процессом большой вклад внесли отечественные ученые В.М.Акулиничев, К.А.Бернгард, В.А.Буянов, Ф.П.Кочнев, В.А.Кудрявцев, Ю.А.Муха, В.Е.Павлов, Е.А.Сотников, А.К.Угрюмов, А.Т.Осьминин, Ю.И.Ефименко и другие.

Значительный вклад в решение задач автоматизации различных технологических процессов на железнодорожном транспорте внесли ученые: Л.А.Баранов, В.Ю.Горелик, А.Б.Косарев, Э.К.Лецкий, И.К.Лакин, Н.М.Луков, И.М.Кокурин, Ю.А.Кравцов, М.Н.Василенко, В.М.Лисенков, В.А.Шаров и многие другие.

В области синтеза безопасных схем железнодорожной автоматики и телемеханики известны фундаментальные работы Н.В.Лупала, Вл.В.Сапожникова, В.В.Сапожникова, Х.А.Христова, Д.В.Гавзова, А.Б.Никитина и ряда других.

Разработке методов моделирования и анализа качества функционирования автоматизированных технологических комплексов на железнодорожном транспорте посвящены труды таких ученых, как Н.П.Бусленко, М.Н.Василенко, А.В.Гриненко, Д.С.Маркова, О.А.Максименко и других.

Разработка системы ЖАТ имеет ряд особенностей, так как любая из них - это сложный комплекс взаимодействующих устройств, состоящий из весьма разнородных составляющих. В связи с тем, что проектная документация на системы ЖАТ, создаваемая в процессе разработки устройств, связана с безопасностью движения поездов, особое внимание следует уделить системе контроля и обеспечения качества технической документации.

Несмотря на принимаемые меры по улучшению качества проектов, в настоящее время при экспертизе проектно-сметной документации выявляется значительное количество ошибок, устранение которых на этапе строительно-монтажных и пусконаладочных работ, а также в процессе внедрения и эксплуатации устройств железнодорожной автоматики ведет к большим экономическим затратам. В ряде случаев это приводит к задержкам в движении поездов и аварийным ситуациям.

Целью диссертации является разработка методов и алгоритмов сокращения ошибок проектов железнодорожной автоматики и телемеханики путем создания автоматизированной системы экспертизы схемных решений.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: проанализировать допускаемые ошибки в технической документации систем железнодорожной автоматики с целью систематизации их и разработки методов построения классификатора ошибок;

- синтезировать структуру автоматизированной системы экспертизы схемных решений железнодорожной автоматики, включающую подсистемы, в задачи которых входит реализация полной проверки технической документации;

- разработать методы и алгоритмы верификации технической документации на основе формализованного языка описания путевых объектов систем железнодорожной автоматики и телемеханики;

- обосновать экономическую эффективность разработки и внедрения автоматизированной системы экспертизы схемных решений ЖАТ.

Актуальность задачи сокращения ошибок в технической документации железнодорожной автоматики обусловлена следующими причинами: низким качеством проектов ЖАТ, задержкой ввода устройств в эксплуатацию по причине большого объема вносимых изменений, нарушениями в организации процесса движения поездов в период пусконаладочных работ.

В настоящее время наиболее актуальным методом повышения качества проектов представляется метод комплексной проверки схемных решений с последующей оценкой качества проектов средствами автоматизированной экспертизы проектной документации. В диссертации предлагается создание автоматизированной системы экспертизы схемных решений в проектной документации, представленной в электронном виде.

Верификацию технической документации в диссертационной работе предлагается производить с применением формализованного языка описания путевых объектов на основе синтаксического и семантического контроля.

Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, приложения и списка используемой литературы.

Заключение диссертации по теме «Управление процессами перевозок», Тележенко, Татьяна Александровна

5.4 Выводы по главе

1. Разработана методика оценки экономической эффективности экспертизы схемных решений в составе комплексной системы электронного документооборота в отрасли железнодорожной автоматики и телемеханики.

2. Определены составляющие показателей эффективности и произведена оценка их влияния на экономический эффект.

3. Произведен анализ зависимости оценки экономической эффективности от определяющих ее показателей.

4. Разработанная методика оценки экономической эффективности внедрения комплексной системы электронного документооборота в отрасли железнодорожной автоматики и телемеханики позволяет помимо оценки экономического эффекта производить его анализ с целью определения влияния показателей эффективности на результат оценки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные в диссертационной работе исследования позволяют сделать следующие основные выводы:

1. На основании анализа статистики ошибок, допускаемых в технической документации ЖАТ, предложено повысить качество проектов путем создания автоматизированной системы экспертизы схемных решений проектной документации, представленной в электронном виде. В качестве основной задачи системы определена автоматизация проверки проектной документации в процессе ее создания, внесения изменений и обновления.

2. На основании выделенных подзадач и функций в диссертации синтезирована структура автоматизированной системы экспертизы проектных решений. В составе АС ЭСР выделены функциональные связи подсистем: сверки технической документации с нормативно-справочной информацией, аналитических расчетов, функциональной диагностики схем методом машинного моделирования, функциональной диагностики схем при пусконаладочных работах и ведения баз данных ошибок проектов.

3. Синтезированная структурная схема АС ЭСР впервые объединила предложенные ранее разработки в области автоматизации проверки правильности технической документации железнодорожной автоматики.

4. Предложены методы систематизации ошибок и построения классификатора. Разработанный классификатор обладает свойствами универсальности и расширяемости, которые позволяют представить в классификаторе все допустимые виды ошибок в технической документации железнодорожной автоматики и включать новые типы ошибок без нарушения его структуры.

5. Разработана теория построения формализованного языка описания путевых объектов схематических планов станции, создающая основу для описания двухниточных планов, кабельных сетей и других видов схем ЖАТ.

119

Грамматика языка задана на множестве терминального, нетерминального словарей и правил грамматики. Терминальный словарь включает символы, описывающие базовые элементы путевого развития станции. Отдельные элементы маршрутизированных передвижений по станции и маршруты описываются посредством символов нетерминального словаря.

6. Система правил грамматики языка задана набором формул, определяющих синтаксис конструкций нетерминального словаря. Для детализации формул с учетом индивидуальных параметров элементов предложено использование ориентированного графа. Порождаемые графом формулы позволяют производить такие проверки как назначение участков пути, светофоров, габаритность стрелочно-путевых секций и пр.

7. Предложенные методы проверки схематических планов станции на основе синтаксического и семантического контроля были реализованы при проверке реальной документации в процессе ее обновления для Октябрьской, Северной и Московской ж.д.

8. Результаты исследований диссертации положены в основу разработки автоматизированной системы экспертизы схемных решений ЖАТ, опытная эксплуатация которой производится на Октябрьской железной дороге.

9. В соответствии с разработанной методикой оценки экономической эффективности произведен расчет экономического эффекта от внедрения интегрированной системы проектирования и ведения технической документации, включающей автоматизированную систему экспертизы схемных решения, на Октябрьской ж.д. Экономический эффект составил 100 млн рублей в год.

10. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных трудов, один из которых входит в список, рекомендованный ВАК.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Тележенко, Татьяна Александровна, 2009 год

1. Из выступления вице президента ОАО «РЖД» В.Н.Сазонова на конференции «ТрансЖАТ-2006». Повышать качество работы. — Автоматика, связь, информатика, 2006, № 11, с. 3.

2. Мехов В.Б. Организация проектирования объектов ЖАТ. — Автоматика, связь, информатика, 2008, № 5, с. 18-21.

3. Кайнов В.М. Надежная работа устройств ЖАТ — первостепенная задача. — Автоматика, связь, информатика, 2008, № 4, с. 4-9.

4. Кочетков A.A. ПКТБ ЦШ: цели и задачи. Автоматика, связь, информатика, 2006, № 1, с. 4-5.

5. Советский энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1989, 1632 с.

6. Ватомская Г.А., Разводова Н.Б. СМК — основа управления качеством продукции института. — Автоматика, связь, информатика, 2006, № 9,с. 60-61.

7. Блинов А.Б. Менеджмент качества путь, избранный ОАО «ЭЛТЕЗА». -Автоматика, связь, информатика, 2006, № 6, с. 33-35.

8. Красковский А.Е., Фортунатов В.В. Принятие управленческих решений на железнодорожном транспорте: история и современность -СПб:ПГУПС, 2008. 289 с.

9. Красковский А.Е. Основы научной организации управления на железнодорожном транспорте: Методическое пособие. Издание 2-е-М.: ОАО "Российские железные дороги", 2007. 152 с.121

10. Концепция создания корпоративной системы менеджмента качества в ОАО "РЖД" (проект) Москва: ОАО "РЖД", 2005, 24с.

11. Концепция совершенствования системы управления в ОАО "РЖД'(проект) Москва: ОАО "РЖД", 2008, 20 с.

12. Сапожников Вл.В., Борисенко Л.И. и др. Техническая эксплуатация устройств и систем железнодорожной автоматики: Учеб. пособие для вузов ж.-д. транспорта. М.: Маршрут, 2003.- 336 с.

13. Под ред. Алексеева О.В. Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств: Учеб. пособие для вузов. М.: Высш. Шк., 2000. - 479 с.

14. Сучков Д.И. Проектирование печатных плат в САПР P-CAD 4.5 Р-CAD 8.5 и ACCEL EDA. - М.: Машиностроение, 1998.

15. Петров А.Ф. Листая страницы истории. Санкт-Петербург, 2001. -244 с.

16. Основы автоматизированного проектирования: Учеб. для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.336 с.

17. Сапожников В.В., Василенко М.Н. и др. Принципы построения комплексной системы автоматизации проектирования железнодорожной автоматики и телемеханики. — Автоматика, телемеханика и связь, 1990, № 10, с. 8-11.

18. Василенко М.Н., Терентьев A.C., Рубинштейн Н.И. Автоматизированное рабочее место проектировщика систем автоматической блокировки. Автоматика, телемеханика и связь, 1987, № 4, с. 7-9.

19. Василенко М.Н. и др. АРМ по ведению технической документации железнодорожной автоматики. — Автоматика, телемеханика и связь, 1996, № 11, с. 12-14.

20. Василенко М.Н., Трохов В.Г., Рубинштейн Н.И., Денисов Б.П. АРМ по ведению технической документации. Автоматика, связь, информатика, 1999, № 4, с. 32—34.

21. Василенко М.Н., Трохов В.Г., Рубинштейн Н.И., Денисов Б.П. Интегрированная система проектирования и ведения технической документации. — Автоматика, связь, информатика, 2001, № 9, с. 29—32.

22. Василенко М.Н. и др. Ресурсосберегающая компьютерная технология автоматизации проектирования и ведения технической документации службы сигнализации и связи. Научно-практическая конференция, — М.: МИИТ, 1998, 125 с.

23. Василенко М.Н., Трохов В.Г. и др., Формат графических изображений в АРМах ведения технической документации // Автоматика, связь, информатика, 2002, № 2.

24. Задорожный В.В., Орлова Е.Ю. Комплексная АСУ хозяйством автоматики и телемеханики // Автоматика, связь, информатика. 2006, № 9, с. 23-24.

25. Володина О. В. Новые возможности АСУ-Ш-2 //Автоматика, связь,123информатика.- 2006, №10, с.33-34.

26. Василенко М.Н. и др. Принципы организации электронного документооборота технической документации. — Транспорт российской федерации, №7, 2006, с.31-35.

27. Василенко М.Н., Трохов В.Г., Булавский П.Е., Денисов Б.П. Интегрированная система проектирования и ведения технической документации. АСИ, 2000, № 9.

28. Василенко М.Н., Трохов В.Г., Салихов C.B., Погребняк А.Б. Компьютерные технологии работы с технической документацией. Международная конференция. Транспорт XXI века. Варшава, 19—21 сентября 2001, с. 101-121.

29. Василенко М.Н., Денисов Б.П., Максименко O.A., Булавский П.Е. Автоматизация разработки, проектирования и функциональной проверки систем ЖАТ. АСИ, 2005, №12.

30. Василенко М.Н., Трохов В.Г., Булавский П.Е., Максименко O.A. Отраслевой формат технической документации на устройства СЦБ. — АСИ, 2003, № 4.

31. Сизова A.B. Единая система классификации и кодирования. -Автоматика, связь, информатика, 2006, № 4, с. 19-22.

32. Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии. Правила стандартизации. Основные положения и порядок проведения работ по разработке, ведению и применению общероссийских классификаторов. ПР 50.1.024-2005. -М: Стандартинформ, 2006.

33. Карпов В.Э., Карпова И.П. К вопросу о принципах классификации систем. Информационные технологии, 2002, №2.

34. Фуремс Е.М. Структуризация задач классификации, основанных на знаниях. "Информационные технологии и вычислительные системы", № 3, 2007, с. 7-17.

35. Методические указания по проектированию устройств автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте (И-276-00) «Расчет параметров работы переездной сигнализации». — СПб: ГУЛ «Гипротранссигналсвязь», 2000.

36. Тележенко Т.А. Особенности расчета параметров станционных переездов. Автоматика, связь, информатика, 2006, № 6, №8.

37. Изменения к указаниям по расчету параметров работы переездной сигнализации №1247/1498 от 03.07.2001 СПб: ГУП «Гипротранссигналсвязь», 2001.

38. Синицын С.В., Налютин Н.Ю. Верификация программного обеспечения. М.: БИНОМ, 2008, 368 с.

39. Василенко М.Н. Теория и методы анализа качества функционирования автоматизированных технологических комплексов на железнодорожном транспорте: Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Санкт-Петербург, 1992, 332 с.

40. Кларк Э.М., Грамберг О., Пелед Д. Верификация моделей программ. — М.: МЦНМО, 2002,415 с.

41. Кормен Т.М. и др. Часть VI. Алгоритмы для работы с графами // Алгоритмы: построение и анализ. — INTRODUCTION ТО ALGORITHMS. 2-е изд. -М.: «Вильяме», 2006, 1296 с.

42. Алферова З.В. Теория алгоритмов. — М.: Статистика, 1973, 164 с.

43. Микони С.В., Чахирева А.А. Формализованный язык для определения понятий//Научно-техническая информация. Журнал АН СССР. Сер.2, 1987, с.23-27.

44. Кузнецов О.П., Адельсон-Вельский Г.М. Дискретная математика для инженера.-М.: Энергоатомиздат, 1988.

45. Рубашкин В.Ш. Представление и анализ смысла в интеллектуальных информационных системах. -М.: Наука, 1989.

46. Микони C.B. Модели и базы знаний. Учебное пособие. -СПб.: ПГУПС, 2000, 155 с.

47. Микони C.B. Теория и практика рационального выбора. —М.: Маршрут, 2004.

48. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации (ЦРБ/756). М.: PCO «Техинформ», 2000.

49. Инструкция по эксплуатации железнодорожных переездов МПС России (ЦП/483). -М.: ЦВНТТ «Транспорт», 1997.

50. Нормы технологического проектирования устройств автоматики и телемеханики на федеральном железнодорожном транспорте (НТП СЦБ/МПС-99). СПб: ГУП «Гипротранссигналсвязь», 1999.

51. ЦШ/617. Инструкция по содержанию технической документации на устройства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), от 8 декабря 1998 г. //М: ТРАНСИЗДАТ-1999г.

52. ЦШ/1. Инструкция по содержанию технической документации на устройства проводной связи, радио связи и пассажирской автоматики, от 1989 г. //М: Транспорт 1999г.

53. Гриненко А. С. Экспертная классификация информации // Сборник научных трудов, выпуск 6 / Шахтинский технологический институт. -Шахты, 1994.

54. Захарушкин В.Ф. Разработка программных средств создания и ведения классификаторов // Электронный журнал "Исследовано в России", 6, 726-732 , 2003. http://zhurnal.gpi.ru/articles/2003/063.pdf

55. Системы железнодорожной автоматики и телемеханики: Учеб. для вузов / Ю. А. Кравцов, В. JI. Нестеров, Г.Ф. Лекута и др.; под ред. Ю. А. Кравцова. М.: Транспорт, 1996. - 400 с.

56. Вотолевский А.Л. От АСШ первой очереди к АСУ-Ш второго поколения AT №9, 2000, с. 8-12.

57. Вотолевский A. JL, Задорожный В.В. Комплексная автоматизированная система связи и вычислительной техники для железных дорог России // АТ №7, 1998, с. 8-12.

58. Липсиц И.В., Косов В.В. — Инвестиционный проект. — М.: Бек, 1996г.

59. Косов В.В. и др. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов. Вторая редакция. Официальное издание. — М.: Экономика, 2000 г., 421 с.

60. Методические рекомендации по оценке инвестиционных проектов на железнодорожном транспорте. М.: МПС, 1998 г.

61. Методические рекомендации по обоснованию эффективности инноваций на железнодорожном транспорте. — М.:МПС, 1999 г.

62. Лабецкая Г.П., Анисимов Н.К., Берндт А.Н. Организация, планирование и управление в хозяйстве сигнализации и связи: Учебник для вузов ж.-д. транспорта. М.:Маршрут, 2004, 348 с.

63. Ковалев В.В. Методы оценки инвестиционных проектов. — М.: Финансы и статистика, 2001, 143 с.

64. Ковалев В.В. и др. Инвестиции: Учебник. — 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Проспект, 2007, 584 с.

65. Тулупов Л.П. и др., Автоматизированные системы управления перевозочными процессами на железных дорогах // М.:Транспорт, 1991.-208 с.

66. Балагин В.В. Теоретические основы автоматизированного управления // Минск: Вышэйшая школа, 1991-252с.

67. Техническое задание Комплексной автоматизированной системы управления хозяйством сигнализации, централизации и блокировки второго поколения (АСУ-Ш-2) (589.01095505.П9806.П5, ГТСС 2000).

68. Василенко М.Н. и др. Обзор современных систем автоматизации проектирования II АСИ № 7, 2001, с. 17 19.

69. Гриненко A.B., Борисенко Л.И. Методика оценки эффективности внедрения автоматизированных рабочих мест // МПС. СПб.,199527 с.

70. Максименко O.A. Методы и алгоритмы автоматизации моделирования и проверки проектов станционных систем железнодорожной автоматики. Дис. на соиск. уч. степени к.т.н.: СПб: ПГУПС, 2004. — 170 с.

71. Погребняк А.Б. Методы и технологии построения специализированного информационного обеспечения систем железнодорожной автоматики. Дис. на соиск. уч. степени к.т.н.: СПб: ПГУПС, 2003. 152 с.

72. Результаты показывают — успокаиваться не стоит. (Результаты итогового совещания деятельности хозяйства автоматики и телемеханики). — Автоматика, связь, информатика, 2008, № 4, с. 2-3.

73. Укрупненные нормативы трудозатрат на разработку проектной документации. — Л.: Гипротранссигналсвязь, 1984. — 25 с.

74. Нормативы трудозатрат на разработку проектной документации электрической централизации. — Л.: Гипротранссигналсвязь, 1985. —23 с.

75. Кононов В.А., Лыков A.A., Никитин А.Б. Основы проектирования электрической централизации промежуточных станций. — М.: Маршрут, 2003. 316 с.

76. Максименко O.A. Автоматизация экспертизы принципиальных схем проектов ЭЦ. — Автоматика, связь, информатика. — 2004. — №9. -с.33-35.

77. Тележенко Т.А. Автоматизированная система экспертизы схемных решений ЖАТ. — Автоматика, связь, информатика. — 2009. №5. -с.24-26.

78. Безродный Б.Ф., Василенко М.Н., Денисов Б.П., Седых Д.В. Автоматизация проверки проектов на основе АРМ-ТЕСТ. — Автоматика, связь, информатика. 2008. — №9. - с.22-24.