ПОНАЧУГИН А.В., кандидат экономических наук, доцент кафедры прикладной информатики и информационных технологий в образовании, Нижегородский государственный педагогический университет им. К. Минина, Нижний Новгород (Россия), sasha3@bk.ru

 СОКОЛОВ В.А., кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой информационных и математических дисциплин, Институт пищевых технологий и дизайна филиала Нижегородского государственного инженерно-экономического университета г. Княгинино, Нижний Новгород (Россия), sokolov_nn@rambler.ru

Актуальные проблемы разработки и внедрения
автоматизированной системы управления на городском пассажирском транспорте

Создание автоматизированной системы управления транспортом позволяет увеличить эффективность управления транспортном и результативность мониторинга на базе слаженного функционирования и развития информационно-технологических ресурсов отрасли и создания единого информационного пространства транспортного комплекса. Авторами изложены основные сведения по использованию, эксплуатации и организации разработки автоматизированных систем управления, их подсистем, баз данных, автоматизированных рабочих мест применительно к городской транспортной системе

Введение

Современные условия экономического развития провоцируют быстрый рост транспортных потоков на дорогах. Это приводит к увеличению числа дорожно-транспортных происшествий, объема выбросов токсичных веществ из двигателя автотранспорта, к временным потерям из-за пробок на дорогах.

Функция информационного развития предприятия базируется на создании и актуализации интегрированной (в масштабах корпорации) информационной системы на базе компьютерно-телекоммуникационных сетей и развитых программно-математических методов [16].

Главной задачей предприятий городского пассажирского транспорта является удовлетворение потребностей пассажиров в перевозочном процессе. Основными показателями функционирования городского пассажирского транспорта являются безопасность и строгое соблюдение графика движения и учет количества перевезенных пассажиров [23].

Материалы и методы

Изначально при разработке АСУ применялась дорогостоящие аппаратные составляющие, представлявшие собой «большой арифмометр», предназначенный для уменьшения трудоемких рутинных операций, происходящих в контуре управления традиционным технологическим процессом. Обычно проектирование и реализация АСОИУ отмечается достаточно низким уровнем постановки задач и их конкретизации.

Одной из причин сложившейся ситуации является привлечение не в полной мере специалистов служб и отделов управления к процессу исследования и проектирования входящих и исходящих информационных потоков, описанию экономико-организационной сущности задач [17].

В настоящее время выделяют классы АСУ по различным критериям:

1) по выполняемым функциям АСУ делятся на:

• административно-организационные:
  • АСУП – автоматизированная система управления предприятием;
  • ОАСУ – отраслевая автоматизированная система управления;
• системы управления технологическими процессами (АСУТП):
  • ГПС – гибкие производственные системы;
  • АСУПП – автоматизированная система управления подготовки производства;
  • АСК – автоматизированная система контроля качества продукции;
  • ЧПУ – система управления станками с числовым программным обеспечением;
  • различные комбинации перечисленных видов АСУ (например, АСУП-ЧПУ и т.д.);

2) по результатам деятельности АСУ делятся на:

• информационные;
• информационно-советующие;
• управляющие;
• самонастраивающиеся;
• самообучающиеся.

АСУП одна из самых сложных систем по структуре и по выполняемым функциям. В последнее время применение подобных систем нередко связывают с системами управления бизнес-процессами на предприятии.

Автоматизированная система управления отличается от автоматических систем тем, что в управлении процессами участвует человек, который является субъектом управления, выполняющий функции внедрения элементов в систему.

Так, в типовую автоматизированную систему диспетчерского управления (АСДУ) на транспорте и дорожным хозяйством входят три функциональных уровня:

• нижний включает в себя программно-технические средства, которые устанавливаются на борту контролируемого транспорта или объектах дорожной инфраструктуры и выполняют роль управления сведениями от средств независящей проверки и реализации руководящих сигналов и команд, получаемых с верхнего уровня системы;
• промежуточный включает беспроводные средства связи и обмена данными, которые устанавливаются на борту контролируемого транспорта или объектах дорожной инфраструктуры или в стационарных и подвижных точках управления и реализуют роль обмена информацией между разными уровнями системы;
• верхний уровень включает программно-аппаратные средства, которые устанавливаются в стационарных и подвижных точках управления и исполняют функции сбора информации от средств независящего контроля и формирования сигналов управления и команд на базе исследования данных, полученных с нижнего уровня [9, 15].

Дорожное хозяйство представляет собой единый производственно-хозяйственный комплекс, состоящий из автомобильных дорог общего пользования и расположенных на них инженерных сооружениях.

Также к дорожному хозяйству относятся организации, которые занимаются проектированием, строительством, реконструкцией, проведением научных исследований, обучением кадров; производством и ремонтом дорожной техники; деятельностью, связанной с развитием автомобильных дорог и обеспечением их функционирования [21].

Одной из актуальных задач автоматизации управления на городском пассажирском транспорте является задача оперативного диспетчерского управления работой подвижного состава в режиме онлайн и учета фактически выполненной работы. Основным инструментом решения поставленных задач является навигационная система [8].

Результаты

Зарубежный и российский опыт эксплуатации автоматизированных систем диспетчерского управления (АСДУ), основой которой является спутниковая навигация, показывает, что при внедрении таких систем уменьшается количество необходимых для выполнения конкретной транспортной работы транспортных средств. Хотя эффективность системы зависит от ее масштабов нелинейно. Это происходит из-за организации централизованного управления парком подвижного состава с учетом реальной обстановки в определенное время [8].

Все традиционные АСДУ осуществляют контроль за транспортным средством, следующим по маршруту из двух или более остановок, совпадающих с контрольными пунктами. Информация, полученная в нескольких контрольных пунктах, не дает полной картины о состоянии перевозочного процесса. Недостаточное владение оперативной информацией ведет к неэффективному диспетчерскому управлению и низкому качеству информирования пассажиров.

К основной задаче автоматизированной системы управления транспортным комплексом (АСУ ТК) России относится обеспечение информационно-аналитической поддержки реализации Транспортной стратегии Российской Федерации до2030 года [25].

На сегодняшний день транспортная отрасль не имеет полных статистических данных, средств для их получения в режиме онлайн. Это не дает полноценно прогнозировать, планировать и моделировать транспортную ситуацию в крупных российских городах и в случае необходимости корректировать транспортные потоки.

По этой причине нужно развивать системы статистического учета и построения транспортно-экономического баланса, применять основанные на нем математические методы прогнозирования потребностей населения в транспортных услугах, моделировать транспортные системы для выбора оптимальных вариантов [22].

Учитывая мировой опыт, для улучшения качества работы транспортного комплекса и применения транспортной инфраструктуры требуется интегрировать системы управления транспортными потоками и интеллектуальные транспортные системы [27].

К главным задачам разработки и внедрения АСУ на городском пассажирском транспорте относятся:

• рост качества принятия управленческих решений;
• рост уровня безопасности путем внедрения единой государственной системы обеспечения транспортной безопасности (ЕГИС ОТБ) как части АСУ ТК, которая поддерживает решения, позволяющие предотвратить акты незаконного вмешательства в задачи обеспечения транспортной безопасности в области транспортного комплекса;
• информирование субъектов транспортного рынка о состоянии транспортной отрасли, необходимое для решения стратегических и оперативных управленческих решении.

Достигнуть такой цели возможно путем организации единого информационного пространства транспортной отрасли, внедрения существующих и вновь созданных автоматизированных систем, в том числе интеллектуальных транспортных систем, развития средств сбора и анализа информации [6].

Функциональная архитектура АСУ ТК состоит из шести функциональных сегментов:

• центральный сегмент, отвечающий за мониторинг и управление ТК, и пять сегментов по видам транспорта, относящимся к федеральным службам и агентствам;
• сегмент обеспечения, реализующий функции сбора данных с разных автоматизированных систем, в том числе от интеллектуальных транспортных систем, отвечает за информационную безопасность, эксплуатацию и сопровождение системы.

Предлагается использовать новый подход систематизации транзакции данных между подведомственными Минтрансу России службами, основанный на быстром сборе информации, поступающей из различных сегментов транспортного комплекса. Данный подход схематично изображен на рис. 1.

Рисунок 1. Сегменты АСУ ТК

Объекты АСУ ТК реализуются на трех ступенях

• федеральной,
• региональной,
• линейной.

На федеральном уровне представлены: Федеральный центр обработки данных,

Компоненты федерального уровня сегментов видов транспорта, федеральные центры [24]:

• управления транспортным комплексом;
• управления комплексной безопасности и обеспечения стабильности транспортной системы;
• управления эксплуатацией и технической поддержкой;
• обучения персонала.

Региональный уровень включает в себя региональные точки обработки данных и региональные точки управления, которые обеспечивают получение информации с линейного уровня, а после обработки и обобщения передают ее на федеральный уровень [26].

Линейный уровень представлен логистическими центрами, контрольно-пропускными пунктами, транспортными узлами, объектами инфраструктуры транспортного комплекса, обеспечивающего предоставление нужной информации на региональную ступень.

Рисунок 2. Подсистемы АСУ ТК

Структура сегментов АСУ ТК (см. рис. 2) включает следующие виды подсистем:

• прикладные подсистемы предназначены для автоматизирования ключевых процессов управления отраслью;
• платформенные решения, которые обеспечивают прикладные подсистемы сервисами информационного обмена, доступа к нормативно-справочной информации, электронному документообороту и географической информации;
• аналитические подсистемы представляют информацию, которая содержится в распределенной базе данных АСУ ТК в различных разрезах для принятия грамотных управленческих решений и получения необходимой отчетности.

Главная задача АСУ ТК – объединение существующих, развивающихся и новых автоматизированных систем Министерства транспорта, его служб и агентств за счет их информационной интеграции.

Отраслевые системы управления, существующие на сегодняшний день, сохраняют свою базовую функциональность, а их внедрение в АСУ ТК реализуется за счет дооснащения интеграционными компонентами [7, 12].

АСУ ТК взаимодействует с государственными автоматизированными системами, поддерживает информационный обмен Министерства транспорта с федеральными, региональными и муниципальными органами власти и со всеми участниками и пользователями рынка транспортных услуг. Предварительная стоимость АСУ ТК – 8,5 млрд рублей. Более точная оценка возможна после технического проектирования АСУ ТК.

Исходя из вышесказанного можно выделить основные количественные и качественные показатели эффективности интеграции АСУ ТК:

1) Количественные показатели:

• снижение временных затрат на получение и обработку информации, %;
• снижение издержек бюджетных расходов на выполнение государственных функций, руб.;
• увеличение доходов в бюджет за счет роста выдаваемых лицензий, взысканных платежей и штрафов, руб.

2) Качественные показатели:

• увеличение прозрачности государственных услуг населению;
• смена директивного управления отраслью на управление по результатам;
• контроль показателей в реальном времени;
• рост деловой культуры служащих в масштабе транспортной отрасли [10].

Обсуждения

Автоматизированная система обработки информации и управления (АСОИУ) представляет собой достижение специалистом организационно-производственных целей при помощи информационного обеспечения, основой которого является программное обеспечение (ПО), разработанное на этапе проектирования и внедрения автоматизированной системы управления (АСУ) [4, 19].

Общие теоретические вопросы разработки и внедрения элементов АСУ получили широкое рассмотрение в отечественной (Оленев В.А., Фролов В.П., Лисенков С.М.) и зарубежной литературе (Pawley A.J.R.) [18, 20, 28].

Авторы Кузнецов И.А., Николаев А.Б., Алексахин С.В., Строганов В.Ю., Юрчик П.Ф. в работе «Автоматизированные системы управления на автомобильном транспорте» уделили особое внимание функционированию АСУ на автомобильном транспорте, созданию и применению конкретных систем [3].

Ниже приведен пример некоторых существующих на сегодняшний день АСУ, применяемых в транспортной отрасли:

• АСУ «ГОРОД-ДД» обеспечивает эффективное управление движением потоков транспорта и пешеходов в населенных пунктах с помощью светофоров, позволяет проводить видеоконтроль и регистрацию нарушений на дорогах, также позволяет контролировать движение маршрутного транспорта и др. [2].
• АСУ ГПТ, реализованная на базе платформы системы комплексной автоматизации транспорта (СКАТ), позволяет координировать и централизованно контролировать пассажирские перевозки на уровне государственного заказчика в трехуровневой модели управления: государственный орган управления – организатор перевозок – перевозчики. Навигационно-коммуникационной базой СКАТ используются технологии ГЛОНАСС/GPS [11].
• АСУ-Навигация – автоматизированная радионавигационная система диспетчерского управления пассажирским транспортом – позволяет осуществлять диспетчерское управление транспортом, соблюдать объективный инструментальный контроль и вести учет выполнения транспортной работы [5].
• АСДУ ГПТ «Диспетчер-0440» позволяет обеспечивать автоматизированный контроль и управление городским пассажирским транспортом в режиме онлайн [1].
• АСУ-Транспорт – комплекс автоматизированных систем управления транспортом – предназначена для консолидированного управления работой транспорта [13]. В состав данного комплекса АСУ входит:
  • АСУ-Транспорт (МТУ) – автоматизированная система управления взаимоотношениями Заказчика и Исполнителя транспортных услуг (магазин транспортных услуг);
  • АСУ-Транспорт (ЗАК) – автоматизированная система управления транспортом, используемым предприятием Компании (заказчик транспортных услуг);
  • АСУ-Транспорт (ТУ) – автоматизированная система консолидированной отчетности по использованию транспорта в Компании (транспортное управление);
  • АСУ-Транспорт (АТП) – автоматизированная система управления автотранспортным предприятием (исполнитель транспортных услуг).
• АСУ АТП-WDS: управление автоперевозками – автоматизация процесса управления автопарками с использованием ГЛОНАСС/GPS-технологий. Система позволяет решать спектр задач по управлению автопарком и автоперевозками от учета транспортных средств и автоматического формирования транспортной документации до развернутой аналитики в разрезе различных элементов и объектов системы [14].

Среди достоинств АСУ, применяемых в транспортной отрасли, можно выделить следующие:

• получение объективных данных в режиме онлайн;
• техногенная, экономическая и террористическая безопасность предприятия (предотвращение аварий и внештатных ситуаций, несанкционированных проездов на территорию и т.п.);
• управление логистикой и движением транспортных средств на дорогах, относящимся к различным категориям;
• ликвидация заторов, увеличение пропускной способности на территории объекта;
• исключение ошибок за счет человеческого фактора.

К недостаткам внедрения АСУ на предприятиях, в том числе транспортной отрасли, можно отнести:

• высокий уровень затрат на внедрение таких систем;
• трудности при переобучении кадрового состава в связи с внедрением АСУ в их повседневные рабочие будни.

Заключение

Создание АСУ ТК позволяет увеличить эффективность и результативность государственного управления транспортным комплексом и мониторинга на базе слаженного функционирования и развития информационно-технологических ресурсов отрасли и создания единого информационного пространства транспортного комплекса.

При сбоях в работе транспортной системы и управлении транспортными средствами основная ответственность ложится на диспетчера, который должен четко знать, как характеризуются сбои и каков алгоритм действий для их устранения.

Таким образом, под принятием решения по устранению сбоев в работе транспортной системы понимаются действия диспетчера, направленные на выбор оптимального пути решения сложившихся проблем.

Внедрение и повседневное использование АСУ позволит повысить производительность труда диспетчера, что в последствии позволит сократить временные затраты на устранение проблем в работе пассажирского городского транспорта и в итоге приведет к повышению качества обслуживания пассажиров.

1. Автоматизированная система управления городским пассажирским транспортом (АСДУ ГПТ) «Диспетчер-0440» [Электронный ресурс] – URL: http://www.kbret.ru/index.php?catid=5&Itemid=55&option=com_sobi2&sobi2Id=2&sobi2Task=sobi2Details (дата доступа 21.20.2017).
2. Автоматизированная система управления дорожным движением «Город-ДД» [Электронный ресурс] – URL: http://www.cbst.by/rus/activity/traffic/asu/assud (дата доступа 15.12.2017).
3. Автоматизированные системы управления на автомобильном транспорте: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / [А.Б. Николаев, С.В. Алексахин, И.А. Кузнецов и др.] ; под ред. А.Б. Николаева. – 2-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 288 с.
4. Анохин А.Н. Основы проектирования АСОИУ. Учебное пособие по курсу «Проектирование АСОИУ» для студентов специальности 220200. – Обнинск. ИАТЭ, 2006. – 84 с. [Электронный ресурс] – URL: http://www.academia.edu/5677211/Анохин_А.Н._Основы_проектирования_АСОИУ.
5. АСУ-Навигация [Электронный ресурс] – URL: http://sibtransnavi.com/?page_id=349 (дата доступа 20.12.2017).
6. Боронилов А.Б. Организационно-экономические аспекты комплексного внедрения ГЛОНАСС в развитие эксклавного региона: на примере Калининградской области: автореф . дис. канд. экон. наук : 08.00.05 / Боронилов Анатолий Борисович . – Калининград, 2012. – 20 с.
7. Будумян В. Надзорный глаз следит за ГЛОНАСС / В. Будумян // «Транспорт России», № 44, 2013 г. – С. 4.
8. Виноградова С.Н. Транспортное обслуживание / С.Н. Виноградова, Н.Г. Петухова. – М.: Высшая школа, 2016. – 224 c.
9. Власов В.М., Ефименко Д.Б., Жанказиев С.В. Построение структуры базы данных нормативно-справочной информации в автоматизированной системе диспетчерского управления транспортом: Методическое пособие / МАДИ (ГТУ); Под ред. В.М. Власова. – М., 2007. – 50 с.
10. Глухов А.К. Психологические аспекты безопасности дорожного движения в России: монография / А.К. Глухов. – М.: Логос, 2013. – 64 с.
11. Городской транспорт под контролем СКАТ [Электронный ресурс] – URL: http://controleng.ru/otraslevye-resheniya/gorodskoj-transport-pod-kontrolem-skat/ (дата доступа 20.12.2017).
12. Дунаев О.Н. Продвижение транспортных услуг на мировые рынки: монография / О.Н. Дунаев, Т.В. Кулакова, Д.В. Нестерова. – М.: РИОР: ИНФРА. – 2012. – 226 с.
13. Комплекс автоматизированных систем управления транспортом «АСУ-Транспорт» [Электронный ресурс] – URL: http://www.asu-project.ru/TRANS-main.html (дата доступа 21.12.2017).
14. Комплексная автоматизированная система управления автопарками [Электронный ресурс] – URL: http://moscow.ends-russia.ru/solutions/kompleksnaya-avtomatizirovannaya-sistema-upravleniya-avtoparkami (дата доступа 21.12.2017).
15. Кравченко П.А. Об инновационных технологиях в сфере обеспечения безопасности дорожного движения / П.А. Кравченко // «Транспорт Российской Федерации», № 55, 2010 г. – С. 68-71.
16. Кузнецов В.П. Анализ систем и функций управления корпорации // Мининский вестник, № 1 (2014). [Электронный ресурс] - URL: http://vestnik.mininuniver.ru/jour/article/view/449/425 (дата доступа 21.10.2017).
17. Лазарева Т.Я., Мартемьянов Ю.Ф. Основы теории автоматического управления: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. – 352 с.
18. Лисенков С.М. Принципиальная технология автоматизированного контроля регулярности и управления движением автобусов на городских маршрутах // Автомоб. трансп.: Науч.-техн. реф. сб. /М-во автомоб. трансп. РСФСР, ЦБНТИ,1982. – Вып. 7. – С.1-26.
19. Маргарян С.А. Автоматизированные системы диспетчерского управления на транспорте и в дорожном хозяйстве // Автоматизация в промышленности. – 2010. – С. 57-61.
20. Оленев В.А., Фролов В.П. Автоматизированная система диспетчерского управления движением городского транспорта // Пути соверш. техн. эксплуат. и ремонта машин АТК: Тез. докл. – Владимир, 1995. – С. 64-65.
21. Пехтерев Ф.С. Железные дороги в системе транспортных коммуникаций России: проблемные вопросы и пути их решения: дис. док. экон. наук: 08.00.05 / Пехтерев Федор Степанович. – М., 2012. – 321 с.
22. Пивоваров А.Д. Повышение работоспособности систем диспетчерского управления автотранспортных предприятий / А.Д. Пивоваров // «Молодой ученый», № 110, 2013 г. –С. 374-376.
23. Поначугин А.В. Использование вычислительной техники как фактор экономического развития. Сб. трудов XII Международной научно-практической конференции преподавателей, ученых, специалистов, аспирантов, студентов «Промышленное развитие России: проблемы, перспективы», в 3 томах, 2014. – С. 100-106.
24. Страшун Ю.П. Основы сетевых технологий для автоматизации и управления: Учебное пособие для вузов по специальности «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» направления «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» / Ю.П. Страшун. – М. : Изд-во МГГУ, 2003 . – 111 с.
25. Транспортная стратегия РФ на период до 2030 года (Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 22 ноября 2008 года № 1734-р) [Электронный ресурс] – URL: http://rosavtodor.ru/storage/b/2014/03/23/strategia.pdf (дата доступа 05.09.2017).
26. Яворский В.В., Акенов С.Ш., Сергеева А.О. Интеллектуальные системы анализа данных о функционировании городского транспорта // Материалы международной научно-методической конференции «Актуальные проблемы транспорта и энергетики и пути инновационного поиска решения», 20 марта 2013 года. – Астана: ЕНУ, 2013. – С. 60-62.
27. Klaus Bengler, Klaus Dietmayer, Berthold Färber, Markus Maurer, Christoph Stiller, Hermann Winner. Three Decades of Driver Assistance Systems : Review and Future Perspectives // IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine, vol. 6, № 4, Winter 2014, pp. 6-22 [Электронный ресурс] – URL: http://www.mrt.kit.edu/z/publ/download/2014/BenglerDietmayerFarberMaurerStillerWinner2014ITSM.pdf (дата доступа 20.10.2017).
28. Pawley A.J.R. Automatic systems for vehicle location, traffic signal priority and passenger information. «Bus'86 : Int. Conf., London, 9-10 Sept. 1986». – London, 1986. – P. 67-73.

Ключевые слова: автоматизированная система управления, городской транспорт, график движения, диспетчерское управление, дорожное хозяйство, качество транспортных услуг, потребности пассажиров, средства связи, транспортный комплекс, транспортный поток, функциональные сегменты, эффективность управления.

Actual problems of development and implementation of automated managment system for urban passenger transport

Ponachugin A.V., Ph.D. (Economy), associate professor of the chair «Applied Informatics and information technology in education» Nizhny Novgorod state pedagogical university of K. Minin, Nizhny Novgorod (Russia), sasha3@bk.ru

Sokolov V.A., Ph.D. (Engineering), associate professor, head of the department «Information and mathematics» Institute of food technologies and design branch of Nizhny Novgorod state engineering-economic University of Knyaginino, Nizhny Novgorod (Russia), sokolov_nn@rambler.ru

Abstract: The creation of an automated transport management system makes it possible to increase the efficiency of transport management and the effectiveness of monitoring based on the well-functioning and development of the information and technological resources of the industry and the creation of a single information space for the transport complex. The author outlines the basic information on the use, operation and organization of the development of automated control systems, their subsystems, databases, automated workplaces in relation to the urban transport system.

Keywords: automated management system, urban transport, traffic schedule, dispatching management, road facilities, quality of transport services, passenger needs, communication facilities, transport complex, traffic flow, functional segments, management efficiency.

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи