Об управлении информационными потоками железнодорожных перевозок в режиме реального времени

Цель данной работы состоит в разработке информационной модели по контролю и управлению железнодорожными перевозками различного вида груза на основе спутниковой навигации и радиомодемной связи с целью повышения защиты данных, улучшения степени оперативной информированности специалистов. Разработано программное и техническое обеспечение, существенно повышающее уровень информатизации процесса железнодорожных перевозок, имеющее влияние на эффективность процессов железнодорожных работ. Источниками информации являются: датчики местоположения составов на основе спутниковой навигации; база данных железнодорожной системы (информация о количестве и типе груза, диспетчерских сменных заданиях и др.). Обмен данными между диспетчерским центром и мобильными объектами осуществляется посредством передачи цифровых данных в радиоканале с использованием радиомодемов, подключенных к входу радиостанций. Данные о местоположении и состоянии вагонов собираются и накапливаются в бортовом контроллере и автоматически отсылаются в диспетчерский пункт.

Разработанная система в оперативном режиме получает, учитывает и анализирует получаемую информацию в реальном масштабе времени и служит информационной основой для системы оперативного управления и планирования железнодорожных работ. Для железнодорожного транспорта имеется возможность в автоматическом режиме получать исполненный график движения поездов. Для исследования эффективности внедрения автоматической системы управления транспортными потоками (АСУ ТП) была использована ранее разработанная [2] имитационная модель управления транспортными перевозками.

Полный комплекс программных приложений построен в трехуровневой архитектуре данных. Логическая часть модели построена в виде информационной модели Enterprise Architect Unified Modeling Language (eaUML), физическая модель, т.е. корпоративная база данных железнодорожной сети построена в среде Microsoft SQL Server 2008, клиентское приложение разработано с помощью объектно-ориентированной среды Borland C ++ Builder7.0.

Применение CASE-технологий (Computer-Aided Software/System Engineering) и инструментальных CASE-средств позволило максимально систематизировать и автоматизировать все этапы разработки программного обеспечения. В данной работе логическое проектирование базы данных создано с помощью CASE средства eaUML, построена модель «Сущность-связь» (рис. 1). Эта схема дает интуитивный обзор проекта, отлично применяется для тестирования существующей информационной системы и особенно полезна для обмена идеями между пользователями.

Модель управления железнодорожной системой

Следующим шагом явилась проверка всех оперативных применений данных организации, связанных с их обработкой, и исключение ненужных или повторяющихся данных. В процессе проектирования БД для решения решать задачи минимизации дублирования данных и упрощения процедур их обработки и обновления данных проведена нормализация отношений. В созданной базе данных таблицы приведены в третью нормальную форму (3NF) по Кодду (Dr.E.F.Codd) [3].

Физическое проектирование базы данных

Этап физического проектирования заключается в увязке логической структуры БД и физической среды хранения с целью наиболее эффективного размещения данных, т.е. отображении логической структуры БД в структуру хранения. Решается вопрос размещения хранимых данных в пространстве памяти, выбора эффективных методов доступа к различным компонентам «физической» БД. Принятые на этом этапе решения оказывают определяющее влияние на производительность системы.

Физическое проектирование данной базы сделано с использованием пакета профессионального проектирования MS SQL Server 2008. База данных - это также место хранения информации, но большинству типов файлов данных, не представляет информацию непосредственно пользователю, запускает приложение, которое обращается к данным базы и представляет их в понятном для пользователя формате. Несмотря на наличие разных способов информации в виде баз данных, реляционные СУБД считаются одними из наиболее эффективных. В реляционной СУБД для эффективной организации используется математическая теория, а именно реляционная алгебра.

MS SQL Server обладает рядом преимуществ перед другими СУБД: легкость установки, развертывания и эксплуатации, а также масштабируемость, создание хранилищ данных и системную интеграцию с другим серверным ПО. Еще один фактор, повлиявший на выбор СУДБ MS SQL Server в данной работе - это скорость. В реляционных СУБД скорость - это время, необходимое для выполнения запроса и возвращения результатов обработки запроса пользователю.

Стремительный рост популярности SQL (Structured Query Language) является одной из самых важных тенденций в современной компьютерной промышленности. За несколько последних лет SQL стал единственным языком баз данных. На сегодняшний день SQL поддерживают свыше ста СУБД, работающих как на персональных компьютерах, так и на больших ЭВМ.

Если пользователю необходимо прочитать данные из базы данных, он запрашивает их у СУБД с помощью SQL. СУБД обрабатывает запрос, находит требуемые данные и посылает их пользователю. При работе с данными предполагается добавление, данных в таблицу, выборка, удаление и изменение данных в таблице. Приведем фрагменты программного кода создания базы данных, создания таблиц, ввода данных на Transact SQL:

CREATE TABLE EnterpriseDumps (Id_Dump int NOT NULL, Id_DumpModel int,Id_Driver int,Id_Assistant int,ParkNo int, Kind tinyint, RockQtn real, Qtnreal, WetOutDate smalldatetime);

ALTER TABLE EnterpriseDumps ADD CONSTRAINT PK EnterpriseDumps PRIMARY KEY (IdDump);

ALTER TABLE EnterpriseDumps ADD CONSTRAINT FK FOREIGN KEY (Id Driver) REFERENCES EnterpriseDrivers (IdDriver);

ALTER TABLE EnterpriseDumps ADD CONSTRAINT FK EnterpriseDumps NSIDumpModels FOREIGN KEY (Id DumpModel) REFERENCES NSIDumpModels (Id DumpModel);

Фрагмент логической схемы в eaUML для базы данных железнодорожной системы перевозок

Одной из важнейших составляющих проекта базы данных является разработка средств защиты БД. Защита данных имеет два аспекта: защита от сбоев и защита от несанкционированного доступа. Для защиты от сбоев разрабатывается стратегия резервного копирования. Для защиты от несанкционированного доступа каждому пользователю доступ к данным предоставляется только в соответствии с его правами доступа.

В данной работе осуществляемая средствами SQL Server организация защиты проведена в стандартном режиме. Записи пользователей служат для контроля прав доступа к определенным ресурсам сервера, таким как таблицы и хранимые процедуры. В записи пользователя определены роли пользователя - одна или несколько. Созданы учетные записи пользователей для входа в систему в качестве пользователя, пользователю необходимо в поле Name необходимо ввести Logins, ввести пароль в поле Password, выбрать SQL Server Authentication, из выпадающего списка Database выбрать базу ADIS.

При разработке распределенных информационных систем в организации взаимодействия клиентской и серверной части в данной модели появились и решаются следующие задачи: перенос персональной базы данных на сервер для последующего ее коллективного использования как корпоративной базы данных; организация запросов к корпоративной базе данных, размещенной на сервере, со стороны компьютера-клиента; разработка клиентского приложения для удаленного доступа к корпоративной базе данных со стороны компьютера- клиента; администрирование сервера со стороны клиента.

В данной работе при разработке клиент-серверного приложения применена возможность работы с базами данных посредством технологии ActiveX Data Objects (ADO) [4]. Технология ADO основана на объектной модели, в которой объекты имеют наборы коллекций, методов и свойств, обеспечивающие поддержку баз данных. Объекты этой технологии предоставляют наиболее широкие возможности по интеграции приложений с базами данных.

Клиентское программное приложение базы данных реализовано в визуальной объектно­ориентированной среде Borland C++Builder 7.0 [1]. Организована обработка базы данных: поиск данных при меняющихся параметрах, приведены результаты динамических на Transact Structured Query Language (TSQL) запросов: объединенных, перекрестных, соединенных и др.

Клиентское приложение разработано для пользователя с целью обработки данных, а именно: извлечения, обновления, поиска информации.

Выводы

В результате разработанной информационной модели в рамках оптимизации решаются следующие задачи: автоматизация управления эксплуатацией подвижного состава и расчетов с клиентами на экспедирование и перевозку грузов, обеспечения электронного документооборота, автоматизации расчетов с поставщиками; оценка экономической эффективности вариантов; анализ и оценка современного состояния подвижных составов, определение степени загруженности путей, оборудования и выявляется имеющийся потенциал повышения эффективности его использования, задачи выбора оптимального режима. Разработанная информационная модель позволяет: разрабатывать календарный план железнодорожных работ; оптимизировать основные технико-экономические параметры железнодорожных подвижных составов.

 

ЛИТЕРАТУРА

  1. Архангельский А.Я. Программирование в C++Builder 6.- М.: ЗАО «Издательство БИНОМ», 2002г.-1152с.
  2. Ахметов Д.Ш. Разработка научно-методических основ объектно-ориентированного моделирования геотехнических систем на карьерах [Текст]: дис.док.техн.наук:25.00.22+25.00.35:защищена 27.01.03: утв. 24.03.03/ Ахметов Даулет Шафигуллович. Алматы, 2003.251с.
  3. Конноли Т., Бегг К. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. 3-е издание.: Пер. С англ. М.: Издательский дом «Вильямс», 2003.- 1440с.: ил. Парал.тит.англ.
  4. Роберт Сигнор, Михаэль О. Стегман. Использование ODBC для доступа к базам данных. М.: БИНОМ, 1995.84с.
Фамилия автора: Ш.Б. Биттеев, Л. Найзабаева, Ж.Е. Кенжебаева
Год: 2010
Город: Алматы
Категория: Инженерное дело
Яндекс.Метрика