Разработка единой системы кодирования подвижного состава железнодорожного транспорта тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Корольков, Петр Борисович

• Корольков, Петр Борисович
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Корольков, Петр Борисович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ КОДИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТА

1.1. Предпосылки кодирования инфраструктуры железнодорожного транспорта.

1.2. Существующие системы кодирования железнодорожного подвижного состава

1.2.1. Система кодирования подвижного состава в России и странах СНГ.

1.2.2. Система кодирования подвижного состава ОСЖД/МСЖД.

1.2.3. Система кодирования подвижного состава в Северной Америке.

1.3. Системы кодирования в различных областях жизнедеятельности

1.3.1. Международная система товарной нумерации EAN International.

1.3.2. Кодирование в гражданской авиации.

1.3.3. Идентификационный номер автомобиля.

1.4. Постановка задачи диссертационного исследования.

ГЛАВА 2. ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ КОДИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

2.1. Синергетический подход к эволюции транспорта и его подсистем.

2.2. Систематика как высший уровень классификаций транспорта.:.

2.3. Объёмная систематика - путь к построению универсальной систематики.

2.4. Выводы по второй главе.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЕДИНОЙ СИСТЕМЫ КОДИРОВАНИЯ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

3.1. Обобщённая структура единого кода.

3.2. Регионы мира в универсальной системе кодирования транспорта.

3.3. Кодирование вагонов.

3.4. Кодирование локомотивов и моторвагонного подвижного состава.

3.5. Кодирование специализированного подвижного состава.

3.6. Выводы по третьей главе.

ГЛАВА 4. УНИВЕРСАЛЬНОЕ КОДИРОВАНИЕ В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

4.1. Роль идентификационного номера в современных железнодорожных информационных системах.

4.2. Алгоритм взаимодействия национальных баз данных па основе принципов универсального кодирования.

4.3. Формирование представления информации в базе данных на основе универсального кода.

4.4. Возможность распространения предлагаемой системы кодирования на железнодорожную инфраструктуру, другие виды транспорта и изделия уникального ряда.

4.5. Выводы по четвёртой главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка единой системы кодирования подвижного состава железнодорожного транспорта»

Происшедшие в конце 80-х и в начале 90-х годов общественно-политические перемены в России и странах Восточной Европы привели к резкому падению объемов перевозок, что сказалось на снижении эффективности и росте трудностей дальнейшего технического развития транспортных систем. Большинство стран в результате перемен перешло на рыночную систему управления национальным хозяйством. Железнодорожный транспорт оказался не готов удовлетворить изменившуюся структуру спроса па подвижной состав. Индивидуальный характер частных собственников, появление новых рынков, углубление специализации и одновременно межгосударственной кооперации производств потребовал реформирования железнодорожного транспорта. Основные сложности, с которыми столкнулись собственники подвижного состава при использовании сети железных дорог других государств, - различие ширины рельсовой колеи, неодинаковость интерфейсов для сигнальных систем и систем контроля тягового подвижного состава, разнородность систем энергоснабжения и разобщённость в системах кодового обозначения подвижного состава. Возникает и становится актуальным понятие интероперабельности, характеризующее возможность взаимного (межгосударственного) использования сети железных дорог, подвижного состава и объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта.

В настоящее время в транспортной отрасли осуществляется ряд программ реформирования, выполнение которых позволит реально интегрировать железнодорожную сеть России в единую мировую транспортную систему. К таким программам целесообразно отнести и разработку единой системы кодирования подвижного состава.

Кодовые номера подвижного состава железнодорожного транспорта являются важнейшей информацией для внутреннего и межгосударственного перевозочного процесса. Номера вагонов позволяют осуществлять однозначную идентификацию, мониторинг продвижения грузов, поиск «потерянных» транспортных единиц и представляют собой общий язык для коммуникации между железнодорожными предприятиями, операторами инфраструктуры и государственными органами в следующих областях:

- допуск и регистрация;

- контроль над эксплуатацией;

- ремонт;

- прием и передача подвижного состава между предприятиями;

- расчеты и финансово-технические операции и др.

Активное развитие в области конструирования автоматических считывающих устройств приводит к необходимости рационализации и корректировки способов идентификации подвижного состава железнодорожного транспорта. Для этого необходимо введение единой структуры обозначения тягового, грузового и пассажирского подвижного составов. Осознавая важность развития интернациональных железнодорожных сообщений, международным сообществом ведётся интенсивная разработка взаимоприемлемых подходов с перспективой выхода на мировые стандарты и интеграции национальных железнодорожных транспортных систем в единую мировую систему.

Необходимость стандартизации предполагает разработку ёмкой структуры кода, которая будет обладать свойствами долговременное™ и универсальности в отношении различных видов транспорта. Поэтому в настоящее время актуальна задача поиска фундаментальных основ кодирования, которые помогут достичь указанных целей и обеспечить конкурентоспособность железных дорог. Создание единого стандарта по кодированию является абсолютно необходимым условием для бесконфликтного информационного обмена между железнодорожными предприятиями и представляет собой один из аспектов стандартизации обработки информации. Кодирование требуется для функционирования мультимодальных логистических центров по обеспечению эффективных коммерческих перевозок, идея создания которых находит поддержку у многих стран. Следует учитывать различные представления отдельных стран на формирование данных о технических характеристиках подвижного состава. Необходим также единый формат базы данных, который потребует высокой степени общности по структуре и содержанию совокупности данных.

Кодирование объектов железнодорожного транспорта является, таким образом, важной и неотъемлемой составляющей функционирования железных дорог. В первой главе диссертации рассматриваются различные современные системы кодирования железнодорожного транспорта, а также иных объектов. Затрагиваются и более широкие вопросы, связанные с кодированием инфраструктуры железнодорожного транспорта. Вторая глава описывает методику исследования и определяет выбор теоретических основ. Третья глава, несущая основной элемент новизны, посвящена непосредственно разработке единой системы кодирования подвижного состава. В заключительной четвёртой главе исследуется возможность использования разработок по кодированию для объединения информационных систем разных государств,

Целями диссертации являются, таким образом, исследование систем, используемых для идентифицирования транспортных средств, выбор теоретической базы и конструирование единого кода подвижного состава, выработка предложений по реорганизации существующих информационных систем.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Корольков, Петр Борисович

4.5. Выводы по четвёртой главе

1. Отсутствие адекватного взаимодействия национальных информационных систем приводит к значительным затруднениям в обработке поездной информации на пограничных пунктах, неэффективному использованию вычислительных ресурсов, снижению числа иностранного подвижного состава на дорогах евроазиатских государств. В настоящее время не существует согласованных стандартов по взаимодействию как национальных баз данных между собой, так и с базами сторонних операторов.

2. Объективным препятствием к созданию новых и поддержке существующих информационных систем, основанных на применяемых в России, а также рекомендуемых ОСЖД/МСЖД шифрах, является отсутствие адекватной теории классифицирования подвижного состава. Описанная ситуация в значительной степени осложняется тем, что до настоящего времени ни одна из разработанных концепций кодирования не получила широкого международного признания. Кодовый номер транспортного средства должен служить двум задачам: обеспечивать идентификацию и служить ключом к сведениям в базе данных. На основе этих принципов предложен функциональный алгоритм для международного взаимодействия информационных систем. Проработано общее представление о базе данных, описаны объекты и их атрибуты, позволяющие создать ёмкую, информационно-логическую модель формирования представления технических характеристик в базе данных.

3. Учёт всех иерархических категорий транспортной систематики сделал возможным кодирование и хранение в базе данных сведений не только о железнодорожном подвижном составе, но и об остальных объектах инфраструктуры и прочих видах транспорта. Предложенная автором система кодирования подвижного состава опирается на общее свойство практически всех отраслей производства сложных товаров длительного пользования (объектов уникального ряда) - их иерархическую многоуровневость. Отнесение объектов к такого рода изделиям позволяет промаркировывать их единообразными по структуре и содержанию кодами, которые были бы понятны в любой стране.

4. Главный довод в пользу внедрения предложенного логического проекта распределённой базы данных заключается в доступности к занесению в неё информации о разнообразных (и прежде всего транспортных) изделиях уникального ряда после соответствующей их адаптации к предлагаемому коду.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе выполнено исследование, направленное на поиск и обоснование одной из важнейших основ функционирования железных дорог - системы кодирования транспорта. Проведён обширный анализ проблемы применительно к железным дорогам России и зарубежных государств, а также к разнообразным промышленным изделиям. Ключевой особенностью предложенного метода, базирующегося на концепции универсальной систематики, является возможность логического объединения в единую структуру не только всех железнодорожных объектов, но и других видов транспорта. Многомерная систематика позволяет удобным и наглядным способом наиболее широко охватить всю совокупность подвижного состава, а при необходимости детализировать её свойства на любых ранговых уровнях иерархии. В основу единой системы кодирования положена иерархическая модель транспорта в виде дерева с объёмными (трёхмерными) узлами-матрицами.

Предложена обобщённая схема построения идентификационного кода как совокупности стабильной и переменной частей, разрешающей противоречивые требования долговременности и вариабельности. Незначительное увеличение по сравнению с зарубежными аналогами длины идентификационного номера до 14 символов обосновано применением чётких иерархических категорий СЕМЕЙСТВО, РОД, ВИД, ФОРМА и РАЗНОВИДНОСТЬ. Использование систематики обеспечило коду однозначность толкования, сняло необходимость частого уточнения и модификации структуры, что в конечном итоге определило возможность долговечности шифра.

Обоснована необходимость создания единой информационной среды, поскольку высокая неоднородность существующих систем управления перевозочным процессом существенно осложняет международное взаимодействие транспорта. В качестве основы ИТ-инфраструктуры предлагается использовать созданный концептуальный проект распределённой базы данных.

Разработанный метод кодирования, помимо транспортной отрасли, способен охватить и объекты промышленности как таковой. Описанный подход может способствовать унификации правил построения кодов для изделий уникального ряда, продолжающих жизненный цикл в реальных условиях изменения собственника. Это позволит внести элемент универсальности в проблему идентификации разнородных сложных объектов. Признание принципиальных положений единого кодирования позволит осуществить в будущем эффективное применение разработанного в главе 4 логического проекта распределённой базы данных во всех сферах промышленности для хранения и стандартизованного обмена информацией.

Материалы диссертации и связанные с ней публикации имеют целью убедить транспортное сообщество в перспективности выбранного подхода и принятии на международном уровне соответствующих программ реформирования информационной сферы на базе нового единого кода подвижного состава. Ввиду глубины и масштабности идеи внедрение в практику может произойти только в рамках международных соглашений. Восточно-Сибирская железная дорога - филиал ОАО «РЖД» на своём уровне готова оказать необходимую поддержку (отзывы службы коммерческой работы в сфере грузовых перевозок и дирекции по ремонту грузовых вагонов ВСЖД на разработки диссертации см. в приложении). t

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Корольков, Петр Борисович, 2006 год

1. Association of American Railroads (AAR). www.aar.org

2. European Article Numbering (EAN). www.ean-int.org

3. International Air Transport Association, www.iata.org

4. International Civil Aviation Organization, www.icao.int

5. International Organization for Standartization. www.iso.org

6. ISO 3166. International Standard for country codes. http://www.iso.org/iso/en/prods-services/iso3I66ma/04background-on-iso-3166/you-and-iso3166.html

7. Uniform Code Council (UCC). www.uc-council.org

8. US Federal Railroad Administration, www.fra.dot.gov

9. USA National Motor Freight Traffic Association (NMFTA). www.nmfta.org

10. USA Universal Machine Language Equipment Register (UMLER). www.railinc.com

11. Агентство по управлению гражданской авиацией Великобритании (UK Civil Aviation Authority), www.caa.co.uk

12. Амосов H.M. Моё мировоззрение. М.:АСИ, 2003, 109 с.

13. Андронов А.А., Витт А.А, Хайкин С.Э. Теория колебаний. -М.: Физматлит, 1981.

14. Антопольский А.Б. Информационные ресурсы России: Научно-методическое пособие. М.: Изд-во «Либерия», 2004. - 424 с.

15. Аксёнов И.Я. Единая транспортная система. Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1991. - 383 с.

16. Арнольд В.И. Теория катастроф.-М.:Изд-во МГУ, 1990. 80 с.

17. Аршинов М.Н., Садовский JI.E. Коды и математика. М.: Наука, 1983. -144 с.

18. Бартош Е. Т. Газовая турбина на железнодорожном транспорте. -М: Транспорт, 1972.

19. Бенсон Д., Уайтхед Д. Транспорт и доставка грузов / Пер. с англ. -М.: Транспорт, 1990.-279 с.

20. Берталанфи JI. Общая теория систем: Обзор проблем и результатов // Системные исследования: Ежегодник. М.: Наука, 1969.

21. Богданов А.А. Тектология (организационная наука). -СПб.: 1911-1923 г.г.

22. Брунинг А, Джонс П, Коне Ф и др. Экспертные системы. Принципы работы и примеры. М.: Радио и связь, 1987, -244 с.

23. Бурков В.Н., Кондратьев В.В. Механизмы функционирования организационных систем. Информационные системы на железнодорожном транспорте. М.: Транспорт, 1984. -329 с.

24. Белый О.В., Кокаев О.Г., Попов С. А. Архитектура и методология транспортных систем. СПб: Элмор, 2002. - 246 с.

25. Винокуров В.А., Ховрич В.А. Наземный транспорт с линейным подвесом //Железнодорожный транспорт. 2000. N 8, с. 44-46.

26. Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа. СПб: Изд-во СПбГТУ, 1997. -510 с.

27. Волынский A.JI. Самоорганизация материи универсальное явление природы // Наука в России, 2002, № 3. С. 4-12.

28. Воронин Ю.А. Теория классифицирования и её приложения. -Новосибирск: Наука, 1985.-232 с.

29. Воронцов Н.Н. Эволюция, видообразование, система органического мира: Избр. тр. / Н.Н. Воронцов; отв. ред. Е.А. Ляпунова. М.: Наука, 2005. - 365 с.

30. Высоцкая J1.B. и др. Общая биология. -М.: Научный мир, 2001. 432 с.

31. Грузовые вагоны колеи 1520 мм железных дорог СССР. Альбом-справочник.-М.: Транспорт, 1989.-176 с.

32. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных систем. СПб.:Питер. -384 с.

33. Гончаренко С.С. России необходима стратегия мирового лидерства (транспортная стратегия в судьбе России). Новосибирск: ИЭОПП, 2004. -64 с.

34. Горохов В.Г. и др. Философия науки и техники: учебное пособие. -М.:Гардарики, 1996. 400 с.

35. ГОСТ Р51201-98. Автоматическая идентификация. Штриховое кодирование. Требования к символике EAN/UCC. Госстандарт России. М., 1998.

36. Евстигнеев В.А., Касьянов В.Н. Теория графов: алгоритмы обработки деревьев. Новосибирск: Наука, 1994. - 360 с.

37. Единое цифровое кодирование грузовых единиц и транспортных упаковок. Памятка ОСЖД №920-15. http://www.osjd.org/dokumenty/0920-15.doc40.