Информационная система управления водным транспортом

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КУРСОВАЯ РАБОТА

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВОДНЫМ ТРАНСПОРТОМ

Руководитель: Хоменко Т.В.

Выполнил: Нуриманов Е.О.

2014

Содержание

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Информация. Технология

1.2 Информационные технологии и их классификация

1.3 Классификация информационных технологий на водном транспорте

2. Практическая часть

2.1 Информационная система управления водным транспортом

2.1.1 Система управления водным транспортом(СУВТ)

2.1.2 Структура СУВТ

2.1.3 Информационные потоки в СУВТ

2.1.4 Автоматическая система контроля расхода топлива

2.1.5 Автоматическая система измерения параметров работы судовых механизмов

2.2 Службы управления движением судов(СУДС)

Заключение

Введение

информационный водный транспорт логистика

Эффективность управления логистическими системами в значительной мере зависит от эффективности информационного обеспечения системы.

Темпы развития и расширения сферы информации в настоящее время весьма высоки. Характерной чертой большинства процессов, в том числе и транспортных, является постоянное расширение и создание новых информационных связей, которые совершенствуются и приобретают новые функции благодаря применению современной техники и технологии. Эффективность функционирования системы зависит от эффективности управления технологическими, организационными и другими процессами. Следовательно, наиболее важным становится обеспечение непрерывности управляемых процессов в узловых точках, где осуществляется прохождение грузов между сетями различных транспортных агентов и тем самым там, где осуществляется прохождение информации между различными сетями. Это касается, например, перевалочных пунктов (портов, железнодорожных станций, аэровокзалов и т.д.), а также организации бесперебойных смешанных перевозок (железнодорожный/речной транспорт, железнодорожный/автомобильный транспорт).

Информация совершенно необходима для правильной обработки товаров и контроля эффективности деятельности. Чтобы информацию можно было использовать для получения каких-либо выводов, она должна быть получена на основе произведенного анализа и представлена в удобном для понимания виде. Такая информация находится в отчетах, поступающих из информационной системы управления компанией, в той форме, которая была ранее разработана руководством компании. Таким образом, основываясь на отчетах, можно сделать определенные выводы, а затем и принять верные решения. Поэтому совершенно необходимо, чтобы с отчетами было легко работать. Руководство компанией нуждается в качественной информации, поступающей от информационной системы.

1. Теоретическая часть

1.1 Информация. Технология

Информация от лат. Informatio -- «разъяснение, изложение, осведомлённость» -- сведения о чём-либо, независимо от формы их представления.

Информацию можно разделить на виды по различным критериям:

по способу восприятия:

Визуальная -- воспринимаемая органами зрения.

Аудиальная -- воспринимаемая органами слуха.

Тактильная -- воспринимаемая тактильными рецепторами.

Обонятельная -- воспринимаемая обонятельными рецепторами.

Вкусовая -- воспринимаемая вкусовыми рецепторами.

По форме представления:

Текстовая -- передаваемая в виде символов, предназначенных обозначать лексемы языка.

Числовая -- в виде цифр и знаков, обозначающих математические действия.

Графическая-- в виде изображений, предметов, графиков.

Звуковая -- устная или в виде записи и передачи лексем языка аудиальным путём.

Видеоинформация -- передаваемая в виде видеозаписи.

По назначению:

Массовая -- содержит тривиальные сведения и оперирует набором понятий, понятным большей части социума.

Специальная -- содержит специфический набор понятий, при использовании происходит передача сведений, которые могут быть не понятны основной массе социума, но необходимы и понятны в рамках узкой социальной группы, где используется данная информация.

Секретная -- передаваемая узкому кругу лиц и по закрытым (защищённым) каналам.

Личная(приватная) -- набор сведений о какой-либо личности, определяющий социальное положение и типы социальных взаимодействий внутри популяции.

По значению:

Актуальная -- информация, ценная в данный момент времени.

Достоверная -- информация, полученная без искажений.

Понятная -- информация, выраженная на языке, понятном тому, кому она предназначена.

Полная -- информация, достаточная для принятия правильного решения или понимания.

Полезная -- полезность информации определяется субъектом, получившим информацию в зависимости от объёма возможностей её использования.

Технология от др.греч.-- искусство, мастерство, умение; мысль, причина; методика, способ производства -- в широком смысле -- совокупность методов, процессов и материалов, используемых в какой-либо отрасли деятельности, а также научное описание способов технического производства; в узком -- комплекс организационных мер, операций и приемов, направленных на изготовление, обслуживание, ремонт и/или эксплуатацию изделия с номинальным качеством и оптимальными затратами, и обусловленных текущим уровнем развития науки, техники и общества в целом.

При этом:

под термином изделие следует понимать любой конечный продукт труда (материальный, интеллектуальный, моральный, политический и т.п.);

под термином номинальное качество следует понимать качество прогнозируемое или заранее заданное, например, оговоренное техническим заданием и согласованное техническим предложением;

под термином оптимальные затраты следует понимать минимально возможные затраты не влекущие за собой ухудшение условий труда, санитарных и экологических норм, норм технической и пожарной безопасности, сверхнормативный износ орудий труда, а также финансовых, экономических, политических и пр.рисков.

1.2 Информационные технологии и их классификация

Информационные технологии -- широкий класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям создания, сохранения, управления и обработки данных, в том числе с применением вычислительной техники. В последнее время под информационными технологиями чаще всего понимают компьютерные технологии. В частности, ИТ имеют дело с использованием компьютеров и программного обеспечения для создания, хранения, обработки, ограничения к передаче и получению информации. Специалистов по компьютерной технике и программированию часто называют ИТ-специалистами.

Согласно определению, принятому ЮНЕСКО, ИТ -- это комплекс взаимосвязанных научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительная техника и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами ИТ требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их внедрение должно начинаться с создания математического обеспечения, моделирования, формирования информационных хранилищ для промежуточных данных и решений.

Отрасль информационных технологий занимается созданием, развитием и эксплуатацией информационных систем. Информационные технологии призваны, основываясь и рационально используя современные достижения в области компьютерной техники и иных высоких технологий, новейших средств коммуникации, программного обеспечения и практического опыта, решать задачи по эффективной организации информационного процесса для снижения затрат времени, труда, энергии и материальных ресурсов во всех сферах человеческой жизни и современного общества. Информационные технологии взаимодействуют и часто составляющей частью входят в сферы услуг, области управления, промышленного производства, социальных процессов.

Виды информационных технологий

Любая информационная технология обычно нужна для того, чтобы пользователи могли получить нужную им информацию на определённом носителе данных.

При рассмотрении информационных технологий выделяют их деление на различные виды и классы. Классификация информационных технологий необходима для того, чтобы правильно понимать, оценивать, разрабатывать и использовать их в различных предметных областях (сферах жизни общества). Классификация информационных технологий зависит от выбранных критериев. В качестве критерия может выступать один показатель или несколько признаков.

В информационных технологиях выделяют следующие виды информации. По типу информации это могут быть текстовые, табличные, графические, звуковые, видео и мультимедийные данные.

По выполняемым функциям и возможности применения информационные технологии делят на используемые:

1) в автономных компьютерах (ПЭВМ) и в локальных рабочих станциях (АРМ) в составе сетевых автоматизированных информационных систем (АИС) реального времени;

2) в объектно-ориентированных, распределённых, корпоративных и иных локальных и сетевых информационно-поисковых, гипертекстовых и мультимедийных системах;

3) в системах с искусственным интеллектом;

4) в интегрированных АИС;

5) в геоинформационных, глобальных и других системах.

Информационные технологии классифицируются по степени типизации операций: операционные и предметные технологии.

Операционная технология подразумевает, что каждая операция выполняется на конкретном рабочем месте, оборудованном необходимыми программными и техническими средствами. В качестве примера можно привести пакетную обработку информации на больших ЭВМ.

Предметная технология - это выполнение всех операций на одном рабочем месте, например, при работе на персональном компьютере (АРМ).

По виду используемых сетей информационные технологии делят на: локальные, региональные, корпоративные, национальные, межнациональные (международные), одноранговые, многоуровневые, распределённые и др.

1.3 Классификация информационных технологий на водном транспорте

Береговые информационные системы:

1) системы управления движением судов(СУДС)

2) Автоматическая идентификационная система(АИС)

3) Береговая глобальная морская система связи при бедствии(ГМССБ)

4) Система управления чрезвычайными ситуациями

5) Комбинированные системы наблюдения(ксн)

6) Лазерные системы швартовки крупнотоннажных грузов

7) Системы мониторинга мобильных обьектов

8) Система мониторинга СИГМА

9) Системы УКВ связи

Бортовые информационные системы:

1) Электронно-картографические системы

2) Интегрированные навигационные и мостиковые системы

3) Автоматизированный промерный комплекс

4) Автоматические идентификационные системы (АИС)

5) Регистратор данных о рейсе

6) Судовая система охранного оповещения

7) Оборудование для строящихся судов

Электронно-картографические системы:

1) Электронные карты

2) Электронно-картографические навигационные информационные системы (ЭКНИС)

3) ЭКНИС для крупнотоннажного флота

4) ЭКС для рыбопромыслового флота

5) ЭКС для маломерных судов

6) Системы отображения электронных навигационных карт и информации

7) Видеопрокладчики

8) Тактические дисплеи

9) Модули погоды

2. Практическая часть

2.1 Информационная система управления водным транспортом

2.1.1 Система управления водным транспортом (СУВТ) предназначена для обеспечения эффективного руководства судоходной компанией. Разработка системы началась в 1995 г. и продолжается в настоящее время

Основные принципы, заложенные в техническом задании на разработку СУВТ:

1)управление флотом должно быть централизованным вся оперативная информация должна передаваться в диспетчерский центр, из которого должны исходить управляющие воздействия;

2)аппарат диспетчерского центра должен иметь возможность в любое время суток получить информацию о точном местоположении судна, его состоянии (как техническом, так и коммерческом);

3)диспетчер должен иметь возможность немедленно связаться с экипажем корабля в любое время суток;

4)экипаж судна должен иметь возможность немедленно связаться с диспетчерским центром в любое время суток;

5)вся информация о местоположении судов, переписка диспетчера с экипажем, отчетные данные, поступающие с транспортных средств, должны протоколироваться как на борту судна, так и в диспетчерском центре для последующего анализа;

6)затраты на эксплуатацию системы должны быть по возможности минимальными.

2.1.2 Структура СУВТ

Структура СУВТ была продиктована поставленными задачами, а также условиями использования систем связи. Поскольку требовалось централизованное управление флотом, был организован единый диспетчерский центр. Вся информация, используемая в системе, помещается в базу данных, доступную диспетчерскому аппарату, а также руководству компании. Поскольку механизм обмена сообщениями с судами контролируется СУВТ (невозможно отправить сообщение, минуя систему), база данных содержит абсолютно всю информацию, расположенную в хронологической последовательности. Это позволяет провести подробный объективный анализ при возникновении нештатных ситуаций. Доступ к базе данных организован с применением WEB-технологий. Это позволяет легко организовывать новые рабочие места в офисе компании (для этого необходим только компьютер и стандартная программа браузер Internet Explorer или Netscape Navigator). Для сотрудников, находящихся вне офиса, данная технология также удобна, поскольку при наличии доступа в сеть Интернет возможна работа с системой из любой точки Земного шара. Этот сервис позволяет организовывать удаленные офисы без дополнительных затрат.

Для работы СУВТ используется только стандартное компьютерное оборудование. В диспетчерском центре установлен сервер баз данных, подключенный к локальной сети офиса (это может быть коммерческая система под управлением Windows или свободно распространяемая система Linux плюс коммерческая СУБД Oracle), коммуникационный сервер для организации связи с судами (система Linux небольшой мощности практически обычный офисный персональный компьютер) и персональные компьютеры сотрудников. На судах также используются обычные персональные компьютеры с установленной системой Linux, подключенные к связевому терминалу (станции спутниковой связи, GSMтерминалу и т. п.). Структура системы управления водным транспортом представлена на рис. 1. В качестве канала связи для СУВТ изначально использовалась спутниковая связь системы Eutelsat. В дальнейшем была проведена адаптация СУВТ для использования спутниковой системы Inmarsat.

2.1.3 Информационные потоки в системе управления водным транспортом

Потоки информации в СУВТ включают в себя обмен сообщениями между судами и диспетчерским центром, а также получение информации о местоположении транспортных средств. Для уменьшения трафика между диспетчерским центром и судами, а также для упорядочения сведений о работе и состоянии кораблей используется механизм отчетности. Разработаны следующие виды отчетности на судах: 1) ежесуточный отчет (эксплуатационные данные за истекшие сутки); 2) отчет о погрузке; 3) отчет о приходе в порт выгрузки; 4) отчет о стоянках в пути; 5) отчет о бункеровках топливом и маслом.

Экипаж судна обязан заполнять отчет в оговоренный срок после совершения соответствующего события либо, как в случае с ежесуточным отчетом, на определенный час.

Все отчеты представляют собой набор форм, заполняемых экипажем по определенному регламенту. В отчеты вводятся только первичные данные, не требующие вычислений. Все расчеты выполняются системой автоматически. Например, в отчетах по остаткам топлива вводятся лишь уровни взлива топлива во всех емкостях, а система, основываясь на предварительно рассчитанных и внесенных в базу данных тарировочных таблицах цистерн, а также введенной ранее информации, сама рассчитывает расход топлива и его остаток на борту судна.

Все данные (без форм) после заполнения отчетов сжимаются и пересылаются в диспетчерский центр. Это позволяет минимизировать затраты на передачу данных. Как уже было сказано, вся отчетная информация прописывается в базы данных на судовом компьютере и в диспетчерском центре. В дальнейшем эти данные доступны для анализа и используются для подготовки аналитических отчетов, предоставляемых руководству компании.

2.1.4 Автоматическая система контроля расхода топлива

Для объективного контроля за расходом топлива на борту судна и планирования бункеровок в состав СУВТ была введена автоматическая система контроля за расходом топлива. В первой очереди СУВТ была использована разработка Научноисследовательского института измерительной техники, основанная на емкостном принципе работы. В топливную цистерну помещалась штанга с горизонтально расположенными пластинами. При их смачивании топливом первая оставшаяся сухой пластина давала сигнал контроллеру, соединенному с судовым компьютером, который на основании предварительно рассчитанных тарировочных таблиц вычислял количество топлива, находящегося в данный момент в цистерне. Далее эта информация прописывалась в базу данных судового компьютера. Через заданный интервал времени усредненные данные передавались в диспетчерский центр.

Во второй очереди СУВТ была использована другая система бесконтактная. Вместо емкостных датчиков (которые приходилось раз в год вытаскивать и проводить профилактику) были применены ультразвуковые. Такой датчик крепится в верхней части емкости и посылает периодические импульсы в сторону поверхности топлива. По отраженному сигналу контроллер вычисляет текущий уровень топлива и передает это значение в компьютер. Дальнейший алгоритм работы оставлен без изменения.

Опыт использования автоматической системы контроля расхода топлива дал положительные результаты. Капитаны судов, поначалу скептически относившиеся к нововведению, полностью приняли разработку и в настоящее время основываются в своих расчетах на ее показаниях. С вводом системы исчез соблазн использования топлива в непроизводственных целях.

2.1.5 Автоматическая система измерения параметров работы судовых механизмов

Для повышения оперативности оценки состояния судов и протоколирования режимов их работы в СУВТ был добавлен модуль автоматической системы измерения параметров судовых механизмов. Первоначально работы велись в двух направлениях. По согласованию с Верхневолжской инспекцией речного регистра в исследовательских целях были установлены датчики температуры в грузовые танки нефтеналивных судов. Датчики размещались равномерно на трех уровнях по высоте каждого грузового танка. Информация с датчиков через микроконтроллер поступала на судовой компьютер. Имея эти данные, капитан судна мог оперативно контролировать температуру перевозимого груза и производить его подогрев до требуемых значений при подходе к порту выгрузки, не допуская перерасход топлива и не перегревая груз. Вторым направлением работы была установка температурных датчиков на дизель судна. Датчики измеряли температуру выхлопных газов каждого цилиндра, а также температуру воды в системе охлаждения дизеля. Полученная информация также передавалась в судовой компьютер. Это направление работы дублирует имеющиеся на судне термометры, но позволяет фиксировать в базе данных историю температурных процессов работы дизеля. Кроме того, новая система значительно дешевле, так как ее стоимость сопоставима со стоимостью комплекта стеклянных термометров, приобретаемых практически ежегодно. В дальнейшем к СУВТ была подключена система контроля прочности корпуса судна СПР-3М. В 2003 г. была проведена опытная эксплуатация системы измерения параметров работы судовых механизмов с добавлением к ней датчиков давления выхлопных газов, а также тахометра, установленного на гребной вал судна. В перспективе, кроме мониторинга судовых механизмов, планируется включить данную систему в систему аварийнопредупредительной сигнализации (АПС). На рис. 2 схематично изображены точки измерения контролируемых параметров. Концепция автоматической системы измерения параметров работы судовых механизмов позволяет добавлять в конфигурацию новые датчики, необходимые для каждого конкретного судна. Интеграция данной системы в СУВТ позволяет не только хранить всю информацию в судовой базе данных, но и оперативно доставлять необходимые данные в диспетчерский центр компании.

2.2 Службы управления движением судов (СУДС)

Служба управления движением судов (СУДС) представляет собой организационную структуру, укомплектованную квалифицированным персоналом и оснащенную необходимыми техническими средствами, предназначенную для повышения безопасности и эффективности судоходства в определенном районе.

СУДС обычно вводится на подходах к портам, на портовых акваториях, в узких каналах и других районах, характеризующихся сложностью в навигационном отношении, большой интенсивностью движения, регулярным движением судов, перевозящих опасные или вредные грузы, или уязвимостью окружающей среды.

Обслуживание судоходства в зоне действия СУДС осуществляется центрами и постами управления движением судов (УДС). Центры и посты оснащаются средствами связи, обзорным радиолокатором и другим необходимым оборудованием. СУДС, выполняющие радиолокационную проводку судов, оборудуются радиолокационными станциями высокой разрешающей способности, управляемыми с центрального поста управления дистанционно или по кабельной линии. Карта-схема зоны обслуживания СУДС изображается в крупном масштабе на экране. Информация о судах, находящихся в зоне, обрабатывается компьютерами и выводится на графические и цифровые дисплеи. На них в графическом, цифровом и текстовом виде отмечаются суда и собранная о них информация (размер судна, присвоенный ему порядковый номер, вектор его скорости и т.п.). По запросу оператора выдаются сведения о положении судна относительно оси фарватера, точек поворота и других контрольных точек или в выбранной системе координат, предвычисленное время подхода к контрольным точкам и другие данные. Программа вычислительного комплекса может предусматривать оценку опасного сближения судов, опасности посадки на мель, контроль нахождения судов, стоящих на якоре, в пределах отведенных им зон и т.п.

Связь между центром УДС, постами и судами обычно устанавливается на выделенных каналах УКВ. Каналы и позывные для связи указываются в правилах плавания в зоне действия в СУДС.

Радиообмен центра (поста) СУДС с судами, а также текущая радиолокационная информация документируется. Записи хранятся в течение трех суток, а если имели место аварийные ситуации или аварийные случаи - до конца расследования.

Функции СУДС могут различаться в довольно широких пределах в зависимости от причин установления СУДС в соответствующих районах и технической оснащенности центров и постов УДС. В простейших случаях они ограничиваются информационными сообщениями, в наиболее сложных охватывают организацию движения судов с предупреждением развития опасных ситуаций.

СУДС, в общем случае, осуществляют:

-сбор данных об обстановке в зоне обслуживания (на фарватере, в канале и т.п.), контроль за состоянием средств навигационного ограждения;

-несение радиовахты на частотах, выделенных для сообщений о бедствии и в целях безопасности;

-установление связи с судами, входящими в зону действия СУДС, получение сообщений о состоянии судов, сведений о перевозимых опасных или вредных грузах;

-оценку общей ситуации движения и ее возможных изменений;

контроль за соблюдением судами при маневрировании установленных требований и правил;

-передача по радио информации о состоянии видимости, движении судов или их намерениях, об изменениях в работе средств навигационного оборудования;

предупреждение судов о препятствиях для судоходства, таких, как суда, занятые специальными работами, суда, маневрирование которых затруднено, скопление малых судов и т.п.;

-оказание помощи в судовождении судам, оказавшимся в трудных навигационных или гидрометеорологических условиях, или предавших сообщение о неисправностях, повреждениях или других ограничениях

установление порядка движения судов, путей, которыми им надлежит следовать, дистанций между судами, составление графика прохода судов через специальные районы, например, через районы, в которых установлено одностороннее движение, контроль за соблюдением порядка движения;

-назначение мест якорной стоянки и контроль за положением судов на якорных местах;

-содействие в установлении связи между судами, береговыми организациями и службами;

-вызов спасательных и аварийных служб, содействие их работе.

Размещено на Allbest.ru

...