Автоматизированная система управления технологическими процессами с использованием GPS

Наличие совершенной сети дорог является одной из самых важных предпосылок развития и совершенствования экономики страны. В мировой истории нет примеров прогрессивного поступательного развития государств, не имеющих достаточного количества добротных дорог.

Сеть республиканских дорог к настоящему времени количественно сформировалась. Протяженность сети — более 70000 км. Для поддержания надлежащего транспортно-эксплуатационного состояния существующих дорог, обеспечения непрерывного круглосуточного и безопасного движения автомобилей с учетом возрастания нагрузок и интенсивности движения требуется выполнение различных видов работ по содержанию дорог. Зимнее содержание автомобильных дорог проводится в зимний период времени, а подготовка к нему и послезимные работы ведутся практически на протяжении всего бесснежного периода.

Это требует нового подхода к эксплуатации дорог, поскольку первостепенное значение приобретают как обеспечение безопасного и комфортного движения, так и предотвращение преждевременного снижения основных транспортно-эксплуатационных качеств дороги. Решить эти проблемы поможет автоматизация контроля и управления технологическими процессами при зимнем содержании автомобильных дорог.

Основное преимущество автоматизации — это сокращение избыточности хранимых данных и увеличение скорости обработки информации.

Актуальность исследования. В Республике Беларусь ежегодно ведутся регулярные работы по зимнему содержанию дорог. Зимнее содержание автомобильных дорог занимает центральное место в деятельности дорожных организаций.

С началом зимнего периода во всех дорожных хозяйствах организуются непрерывные дежурства. Применение автоматизированного контроля с использованием GPS позволит значительно ускорить процессы, связанные с зимним содержанием автомобильных дорог. Как известно, эффективность работ по зимнему содержанию зависит от оперативности и четкости управления технологическими процессами.

Успешное решение этих задач возможно при условии внедрения в практику эксплуатации новых технологий ремонтных работ, машин и механизмов, и, безусловно, инноваций в области компьютерных технологий.

Объектом исследования является информационная система на уровнях управления: департамент «Белавтодор» — автодоры (облдорстрои) — дорожно-эксплуатационные управления (ДЭУ) — линейные дорожные дистанции (ЛДД), где организуется выполнение, управление и контроль процессов по зимнему содержанию автомобильных дорог.

Следует отметить, что в республике нет ГИСовских программных продуктов, которые бы позволяли получить тот спектр информации о дорогах, который предоставляет данная система: титульное наименование дороги, километр в любой точке дороги общего пользования, категорию, ширину проезжей части и многое другое. Только обладая полной информацией о дороге и ее параметрах, можно качественно, успешно и оперативно проводить работы по зимнему содержанию автомобильных дорог.

Таким образом, существует необходимость в разработке нового программного обеспечения — АСУТПЗС.

Цель разработки:

  • — создание в реальном масштабе времени единой информационной среды, обеспечивающей сбор и анализ данных о транспортно-эксплуатационном состоянии, аварийности, производственной деятельности и оперативной обстановке на дорожной сети, обслуживаемой дорожным эксплуатационным управлением;
  • — внедрение системы метеобеспечения, которая позволит в режиме реального времени проводить анализ дорожного полотна, погодных условий и предупредить неблагоприятные ситуации на дорогах;
  • — автоматизация процессов обмена информацией между Центральной Оперативной Диспетчерской Службой и диспетчерами ДЭУ и ЛДД, занятыми зимним содержанием автомобильных дорог;
  • — повышение эффективности процесса управления технологическими процессами по зимнему содержанию;
  • — автоматизация подготовки отчетной документации.

Используемые технологии. АСУТПЗС создается на основе ТКП 100 «Порядок организации и проведения работ по зимнему содержанию автомобильных дорог», других технических нормативных правовых актов, действующих в дорожном хозяйстве.

Для разработки ПС используются технологии платформы .NET — ASP.NET и MVC, включенные в среду разработки Microsoft Visual Studio 2010, СУБД Oracle и СУБД MySQL.

При построении работы АСУТПЗС основным источником информации являются данные баз данных: корпоративного банка данных (КБД), дорожно-измерительных станций (ДИС), метеопостов, технадзоров, участников дорожного движения

АСУТПЗС представляет собой комплекс рабочих модулей, обеспечивающих автоматизированное выполнение поставленных задач входящих в обязанностях диспетчера, технолога и руководителя с возможностью оперативного обмена данных.

Автоматизируются следующие процессы подготовки к зимнему сезону: система сбора данных о погодно-климатических условиях и эксплуатационных параметров, анализ результатов инженерной проработки при подготовке к сезону, в т.ч. расчет потребности противогололедных материалов (ПГМ) и техники на сезон, выбор маршрутов снегоочистки и обработки покрытия, контроль соблюдения технологий выполнения работ, соблюдение требований ТНПА, формирование ведомостей нарушений и сводных отчетов, ведение необходимой документации по зимнему содержанию.

Также предусмотрен контроль диспетчерских ДЭУ и соблюдения регламента взаимосвязи и оповещения между вышестоящими организациями. В системе предусматривается проведение анализа актуальности требований ТНПА с возможностью изменения работы АСУТПЗС.

Подсистемы АСУТПЗС представлены тремя подсистемами (автоматизированных рабочих мест — АРМ), реализованными в виде мобильных офисов, и навигационным модулем, согласно решаемым задачам:

  • — АРМ руководителя управления;
  • — АРМ технолога управления;
  • — АРМ диспетчера управления;
  • — модуль обработки первичных навигационных данных, передаваемых с мобильных блоков, установленных на контролируемых машинах и механизмах дорожного эксплуатационного управления, функционирующим, как сервис, в автоматизированном режиме.

АРМ руководителя управления предназначена для получения:

  • — оперативных справок о текущем состоянии выполняемых технологических процессов;
  • — отчетных данных за прошедший период, графического отображения местоположения и передвижения контролируемых транспортных средств и механизмов.

АРМ технолога управления предназначена для реализации функций технологической подготовки производства, а именно — формирования и сопровождения технологической базы данных.

Технологическая база данных включает:

  • — технологические и маршрутные карты, а также компоненты, составляющие их (звенья ТС, технологические маршруты и т.д.);
  • — классификаторы;
  • — перечень сообщений системы.

Маршрутная карта — одна из основополагающих сущностей, определяющая методы и алгоритмы данного программного средства. Маршрутные карты разрабатываются технологом ДЭУ на основании технологических карт, сформированных и утвержденных до начала зимнего периода, и содержат информацию о маршруте движения и видах работ, выполняемых на участках данного маршрута определенным типом транспортных средств при определенных климатических условиях. В процессе выполнения заданий по проведению работ по зимнему содержанию, диспетчер получает сообщения из модуля обработки первичных навигационных данных о состоянии выполняемого задания.

Для каждого из приведенных в классификаторе сообщений приведен перечень возможных действий диспетчера.

АРМ диспетчера управления предназначена для организации работ по зимнему содержанию и мониторингу выполнения технологических процессов.

Подсистема АРМ диспетчера представлена в виде мобильного офиса и позволяет реализовать следующие функции:

  1. Информационные:
    • — обеспечивает метеоданными;
    • — предоставляет данные о техническом состоянии ТС;
    • — информирует о состоянии выполнения технологических процессов (сообщения системы);
    • — обеспечивает визуальный контроль местоположения ТС.
  2. Управленческие:
    • — принятие / сдача смены;
    • — оформление задания на выполнение работ ТС (звеном ТС) в соответствии с метеоусловиями на основе разработанной базы маршрутных карт, либо оперативного, т.е. без базы маршрутных карт;
  3. Ведение базы данных диспетчерской деятельности.

Модуль обработки первичных навигационных данных предназначен для обработки данных, полученных со спутниковых навигационных модулей транспортных средств, и представлен в виде программного сервиса, функционирующего на сервере в автоматическом режиме.

Получая информацию с сервера хранения навигационных данных, модуль обработки первичных навигационных данных позволяет контролировать местоположение и исправность машин и механизмов, производить мониторинг процессов производства работ, выявлять нарушения при выполнении работ, производить статистическую обработку накопленной информации, вести контроль расхода горюче-смазочных материалов (ГСМ) и ПГМ. Осуществляя мониторинг процессов производства работ, функционалы данного модуля генерируют сообщения системы диспетчеру о состоянии процесса, стадиях его выполнения и возникновении нештатных ситуаций, требующих вмешательства диспетчера.

Практическая ценность. Проведена программная реализация автоматизированной системы управления технологическими процессами с использованием GPS. Результаты опытной эксплуатации в дорожно-эксплуатационном управлении показали эффективность разработанной системы.

Заключение. В процессе исследования были выявлены существующие сложности при зимнем содержании автомобильных дорог, проведен краткий анализ существующих разработок систем мониторинга, дано обоснование необходимости создания системы управления технологическими процессами по зимнему содержанию автомобильных дорог с использованием спутниковой системы координат, была программно реализована АСУТПЗС.

Область применения разработки — организации дорожного хозяйства, первостепенной задачей которых будет мониторинг производственных процессов при зимнем содержании автомобильных дорог, а второстепенной — определение местоположения машин и механизмов по данным геодезических GPS-измерений путем доступа для работы с системой через сеть Интернет.

В каждом дорожном эксплуатационном управлении должны быть развернуты не менее чем три автоматизированных рабочих места следующей функциональной специализации:

  • — АРМ технолога управления;
  • — АРМ диспетчера управления;
  • — АРМ руководителя управления. Создание автоматизированной системы управления технологическими процессами по зимнему содержанию автомобильных дорог с использованием спутниковой системы координат позволило:
  • — сформировать технологическую базу данных;
  • — упростить выдачу заданий на выполнение работ по зимнему содержанию автомобильных дорог диспетчерской службе;
  • — принимать оперативные решения при управлении;
  • — контролировать местоположение машин и механизмов;
  • — полностью контролировать выполнение технологических процессов благодаря датчикам, установленным на транспортных средствах;
  • — производить статистическую обработку накопленной информации с предварительным прогнозом в потребности машин и механизмов на следующий после отчетного сезон;
  • — вести контроль расхода материалов и ГСМ и ПГМ;
  • — повысить безопасность дорожного движения.

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *