Информационные технологии в оперативном управлении работами по зимнему содержанию автомобильных дорог

Размещено на http://www.allbest.ru/

Информационные технологии в оперативном управлении работами по зимнему содержанию автомобильных дорог

Самодурова Т.В

В настоящее время в нашей стране наблюдается тенденция к росту интенсивности движения на автомобильных дорогах и особую актуальность приобретает проблема повышения безопасности движения. Сложные условия движения наблюдаются в зимний период при образовании на дорожных покрытиях различных видов скользкости. Требования к эксплуатационному состоянию дорожных покрытий нормируются Государственным стандартом, который определяет жесткие временные рамки для проведения работ по ликвидации последствий воздействия внешней среды на условия движения [1]. Повышение требований к уровню безопасности движения в сложных погодных условиях приводит к необходимости совершенствования оперативного управления работами в зимний период, получения оперативной информации о состоянии проезда, дорожно-транспортных происшествиях (ДТП), чрезвычайных ситуациях (ЧС) с сети дорог большой протяженности. Особенности зимнего содержания автомобильных дорог состоят в том, что чрезвычайная обстановка может возникнуть не на всем протяжении дороги, а на отдельных ее участках (населенные пункты, крутые подъемы или спуски, мосты, путепроводы и т.д).

Рассмотрим постановку задачи информационного обеспечения оперативного управления работ по содержанию дорог. Процесс оперативного управления представляет собой совокупность последовательных действий, направленных на поддержание функционирования автомобильной дороги в определенном режиме и ликвидацию последствий чрезвычайных ситуаций в кратчайшие сроки. Необходимость применения комплекса управляющих воздействий при зимнем содержании дорог обусловлена тем, что дорога, как объект управления, функционирует во внешней среде и подвергается воздействию возмущающих погодных факторов, которые ухудшают условия движения, повышают аварийность. При зимнем содержании дорог основным контролируемым параметром является состояние дорожного покрытия. В процессе управления поступает первичная информация, отражающая состояние объекта управления во времени, и передается вторичная информация в виде управляющих решений - рекомендаций по технологиям проведения работ в чрезвычайных ситуациях.

Управление зимним содержанием дорог можно рассматривать с позиций обеспечения информацией об оперативной обстановке на дорогах, работах и контроля качества их проведения. Анализируя обобщенную схему управления объектом, приведенную на рисунке 1, можно выделить ряд подсистем: информационно-измерительная, информационно-справочная, управляющая, телекоммуникационная (система связи), а также исполнительная подсистема, которая обеспечивает изменение состояния объекта управления - автомобильной дороги, в соответствии с выработанной программой управления.

Рисунок 1 - Основные информационные подсистемы в системе оперативного управления зимним содержанием автомобильных дорог

информационный безопасность зимний дорога

Информационно-измерительная подсистема позволяет получить первичную информацию о погодных воздействиях и фактическом состоянии дорожного покрытия. В настоящее время техническая часть информационно-измерительной системы на автомобильных дорогах представлена специальными устройствами - автоматическими дорожными метеорологическими станциями (АДМС). Они получили очень широкое распространение за рубежом и начинают устанавливаться на дорогах в России [2].

Информационно-справочная подсистема содержит информацию о нормативном состоянии объекта управления и электронные базы данных, описывающие особенности отдельных участков автомобильной дороги и имеющиеся ресурсы (технику, навесное оборудование, противогололедные материалы).

Эффективное управление зимним содержанием дорог невозможно без надежной связи. Эта подсистема обеспечивает передачу информации от информационно - измерительных устройств в центр ее переработки, позволяет передавать рекомендации по выбору управляющих воздействий и зафиксировать результат управления объектом на основе обратной связи, т.е. обеспечить необходимый контроль.

Управление любым объектом зависит от качества информационного обеспечения - полноты, достоверности, надежности и своевременности информации, качества алгоритмов ее переработки в управляющие воздействия, качества системы связи. Эти проблемы особенно важны для автомобильных дорог, имеющих многоуровневую систему управления, неоднородность дорожных условий и значительную пространственную протяженность, что значительно усложняет процессы принятия решений и контроль качества выполненных работ.

Информационные потоки в системе оперативного управления работами по зимнему содержанию дорог были описаны моделью в виде ориентированного графа, представленного на рисунке 2 [3].

Рисунок 2 - Модель информационных потоков

Перечень задач и состав информационных потоков приведен в таблице .

Таблица 1 - Перечень задач оперативного управления зимним содержанием дорог

Схематично процесс сбора и передачи информации для оперативного управления дорогами представлен на рисунке 3. Информация поступает в центры управления производством (ЦУП) и центр оперативного управления производством (ЦОУП) Дорожного департамента (Росавтодора). Особенность информационного обмена в дорожных организациях состоит в том, что большинство донесений с одного уровня управления на другой, а также информация с прогнозами погоды передаются в текстовом виде по факсимильной или электронной связи. Это затрудняет обработку и анализ поступающей информации, подготовку отчетов. Для автоматизации сбора, передачи и обработки информации были предложены электронные журналы с удобным пользовательским интерфейсом, справочники, запроектированы необходимые базы данных.

Рисунок 3 - Схема информационного обмена

Исходя из специфики работы диспетчерской службы и отдела содержания автомобильных дорог, был выделен ряд задач, требующих автоматизации:

Мониторинг и отображение обстановки на автомобильных дорогах (учет ДТП, паводковой обстановки, перерывов в движении и ЧС, проезда негабаритных грузов);

Обеспечение подрядных организаций информацией с прогнозами погоды, штормовыми предупреждениями, рекомендациями по технологиям проведения работ;

Система принятия решений и выдачи рекомендаций по содержанию дорог;

Учет приготовления и расходов противогололедных материалов;

Автоматизированная система получения и отправки донесений; ведение журналов отправленных и полученных донесений; подготовка отчетных форм и сводных таблиц.

Практическая реализация данного проекта осуществлена Воронежским государственным архитектурно-строительным университетом по заказу “Краснодаравтодора”. Разработан программный комплекс “Электронный журнал дежурного”, в который вошли три подсистемы:

“Журнал дежурного” (server) - предназначен для использования в территориальном органе управления автомобильными дорогами - “Краснодаравтодоре”;

“Журнал дорожно-эксплуатационного предприятия” (client) - предназначен для использования в подрядных организациях, занимающихся ремонтом и содержанием дорог Краснодарского края (таких организаций более 30);

“Метеожурнал” (client) - предназначен для использования в Краснодарском краевом центре по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

При разработке программного комплекса было учтено, что работать с ним будут конечные пользователи, владеющие начальными навыками работы с персональными компьютерами. При проектировании оконных форм для занесения информации максимально учитывалась структура существующих текстовых донесений. При вводе данных производится анализ информации на полноту и непротиворечивость и контроль правильности ввода, позволяющий предупредить неверное заполнение полей.

В Краснодарском крае на сети дорог установлены АДМС, которые имеют свою систему связи, обеспечивающую автоматическое обновление информации каждые полчаса. Программа подключена к этой системе связи и позволяет автоматически передавать данные электронных журналов от подрядчиков в центр управления и наоборот при очередном сеансе связи с АДМС. Полученная информация автоматически добавляется в базы данных и отображается в таблицах на экране монитора у дежурного диспетчера. Предусмотрена процедура формирования по записи базы данных текстовых сообщений для того случая, если электронная связь будет отсутствовать, и информация будет отправлена факсимильным сообщением.

Для программной реализации электронных журналов была выбрана среда разработки MS Visual Studio 2005 (VS), относящаяся к средствам быстрой разработки надежных многоуровневых серверных приложений и решений для SQL Server. Кроме того, использование платформы Microsoft.NET позволило преодолеть ограничения отдельных физических устройств. В качестве интерфейса между базой и программной оболочкой был выбран SQL - язык структурированных запросов, а в качестве СУБД используется SQL Server 2000.

В программном комплексе использовались некоторые нестандартные алгоритмы. Для сортировки данных по заданным критериям были сформированы алгоритмы быстрого поиска в базе данных, существует возможность поиска во временном интервале, что упрощает поиск в огромном массиве записей.

Защита информации от доступа к ней посторонних лиц организована посредством идентификации пользователей через указание имени пользователя и пароля при входе в систему и разграничение прав пользователей при работе с системой.

Система обладает интегрированной справочной службой с полным описанием всех ее возможностей.

Внедрение программного комплекса в работу дорожных организаций позволит обеспечить:

автоматизацию работ оперативного дежурного,

эффективный контроль за обстановкой на дорогах и устранением выявленных недостатков, выдачу рекомендаций по технологии выполнения работ

своевременное получение необходимых отчетных документов

ЛИТЕРАТУРА

ГОСТ Р 50597-93. Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения. -Введ. 01.07.94. -М.: Издательство стандартов, 1993. -11 с.

Самодурова Т.В. Метеорологическое обеспечение зимнего содержания автомобильных дорог /Ассоциация «РАДОР» -М.: ТИМР, 2003. -183 с.

Самодурова Т.В. Оперативное управление зимним содержанием дорог: Научные основы. -Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та , 2003. -168 с.

Размещено на Allbest.ru