CC BY
82
Информационные технологии
73
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
УДК 652.25.071 А. М. Горбачев
НИЛ функциональной диагностики Петербургского государственного университета путей сообщения
АВТОМАТИЗАЦИЯ АНАЛИЗА, ЭКСПЕРТИЗЫ И СВЕРКИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ СИСТЕМЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
Статья посвящена автоматизации анализа, экспертизы и сверки технической документации железнодорожной автоматики и телемеханики. Рассмотрена концепция и предложена реализация автоматизированной системы экспертизы схемных решений железнодорожной автоматики и телемеханики с учетом вопросов сверки технической документации.
экспертиза, сверка технической документации, железнодорожная автоматика и телемеханика.
Введение
Сложность и большие объемы технической документации железнодорожной автоматики и телемеханики значительно затрудняют ее экспертизу и сверку. Устранение ошибок, не обнаруженных во время строительно-монтажных и пусконаладочных работ, ведет к большим экономическим потерям и срыву сроков. Невыявленные ошибки приводят к аварийным ситуациям и задержкам в движении поездов.
Использование систем автоматизированного проектирования (САПР) зачастую ограничивается применением их в качестве обычных графических редакторов с библиотеками элементов ЖАТ. Уровень формализации и алгоритмизации выполнения наиболее сложных и трудоемких проектных процедур остается недостаточным.
Согласно утвержденной 14 сентября 2011 г. «Инструкция по ведению технической документации ЦШ-617-11», сотрудники дистанции СЦБ и службы автоматики и телемеханики дирекции инфраструктуры осуществляют в том числе и «анализ соответствия технической документации на
устройства и системы ЖАТ требованиям ПТЭ, действующих инструкций, норм и правил, изменениям и дополнениям к ним», а также периодически осуществляют сверку данных технической документации с реальным состоянием устройств. Данная работа является исключительно трудоемкой и требует проведения множества рутинных операций. Поэтому ее выполнение полностью вручную является нецелесообразным.
1 Концепция системы экспертизы
технической документации
Эффективным решением указанной проблемы является экспертиза проектной документации, представленной в электронном виде, с использованием Автоматизированной системы экспертизы схемных решений ЖАТ (АС ЭСР ЖАТ), входящей в состав Интегрированной системы проектирования и ведения технической документации (ИС ПВТД), которая разработана в НТЦ САПР ПГУПС [1].
Необходимость разработки АС ЭСР для объектов строительства и реконструкции ЖАТ подтверждается решением совеща-
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2012/4
74
Информационные технологии
ния главных инженеров служб автоматики и телемеханики и руководителей проектных организаций совещания по оценке качества работы проектных организаций, утвержденным вице-президентом В. Б. Воробьевым 12 мая 2008 г.
АС ЭСР ЖАТ предназначена для автоматизации обнаружения ошибок в проектах ЖАТ, возникающих в процессе проектирования, внесения изменений и переноса на электронные носители технической документации (ТД).
Исходными данными для экспертизы проектов в АС ЭСР ЖАТ являются: ТД проекта, представленная в отраслевом формате технической документации (ОФТД СЦБ); техническое задание на проект, представленное в формализованном виде; нормативно-справочная информация (НСИ) по правилам проектирования, типовым проектным решениям и т. п., представленная в виде локальных баз данных для всех типов документации ЖАТ; методические указания и программы испытания для систем СЦБ при пусконаладочных работах (ПНР).
Основными положениями концепции построения АС ЭСР ЖАТ являются следующие (рис. 1).
1. Применение ОФТД СЦБ и его расширение позволяет использовать систему экспертизы в единой информационной среде при взаимодействии проектных организаций и всех уровней управления хозяйством автоматики и телемеханики.
Открытость формата является его принципиальным отличием от популярного в настоящее время формата DWG, являющегося проприетарным (собственным, закрытым) форматом Autodesk.
В связи с тем, что многие организации выполняют свои проекты в редакторе AutoCAD фирмы Autodesk, в настоящее время активно разрабатываются и внедряются конверторы технической документации в отраслевой формат [2].
Для экспертизы технической документации требуются непрерывное сопровождение и дополнение формата новыми объектами и параметрами.
2. Использование баз данных коллективного пользования (БДКП) обеспечивает доступ всех участников информационного обмена к необходимой документации, сохраняя при этом ее целостность.
АСУ-Ш-2 является наиболее полной и постоянно обновляющейся базой данных оборудования железнодорожной автоматики и телемеханики, поэтому именно она взята за основу БДКП. Однако, в связи с особенностями своего предназначения, АСУ-Ш-2 не содержит, в частности, данных об электрических параметрах железнодорожных элементов, поэтому необходимо дополнение БДКП недостающей информацией.
3. Формальная проверка документации на соответствие НСИ обеспечивает контроль входных данных на соответствие отраслевому формату, техническому заданию, типовым проектным решениям (ТПР) и руководящим материалам (РМ), а также на соответствие друг другу. Большое значение имеет синтаксический и семантический контроль правильности построения схем, так как благодаря ему осуществляется их формальный анализ.
4. Аналитические расчеты для проверки документации позволяют оценить правильность задания параметров схем рельсовых цепей, переездной сигнализации и т. д.
5. Функциональная диагностика схем методом машинного моделирования обеспечивает проверку правильности логики работы принципиальных схем, позволяет численно оценить параметры соответствующих электрических цепей.
6. Функциональная диагностика схем при пусконаладочных работах представляет собой диагностику реального, уже построенного объекта. Этим обеспечивается обнаружение ошибок, которые не были выявлены другими методами испытаний.
7. Ведение баз данных ошибок и проверок обеспечивает накопление статистики по экспертизе проектов и результатам пусконаладочных работ. Благодаря использованию обратных связей в АС ЭСР осуществляется расширение системы для обнаружения ранее не обрабатывавшихся ошибок.
2012/4
Proceedings of Petersburg Transport University
Информационные технологии
75
Рис. 1. Концепция построения АС ЭСР ЖАТ
На основе информации, накапливающейся в журнале проверок, формируется список невыявленных ошибок и осуществляется модернизация соответствующих модулей системы ЭСР ЖАТ.
2 Структура АС ЭСР ЖАТ
Реализация приведенной концепции обеспечивается структурной схемой АС ЭСР ЖАТ (рис. 2).
Экспертиза проекта начинается с работы подсистемы сверки технической документации (ТД) в отраслевом формате с НСИ. Подсистема сверки включает следующие проверки.
1. Проверка на соответствие ОФТД СЦБ осуществляется перед экспертизой проекта. Если проект выполнен не в отраслевом формате, необходимо выполнить его конвертацию в данный формат.
2. Проверка на соответствие техническим условиям (ТУ) и техническому заданию (ТЗ).
На данном этапе осуществляется проверка соответствия ТЗ ТУ, т. е. техническое задание учитывает особенности конкретного железнодорожного объекта. Далее выполненный проект проверяется на соответствие формализованному техническому заданию, которое представляет собой набор требова-
ний к проектированию данного железнодорожного объекта. В рамках проверки выявляется, были ли выполнены эти требования.
Оценивается правильность выбора следующих систем и устройств в соответствии с техническим заданием: системы электрической централизации или автоблокировки; специализации путей, централизуемых стрелок, типа сигнализации, применяемых типов светофоров; применяемых типов стрелок и стрелочных приводов; путей, подлежащих кодированию; систем автовозврата, электрообогрева, обдува приводов и т. п.; параметров переездов; систем на примыканиях.
3. Проверка на соответствие ТПР и РМ методическим указаниям и нормативной документации предполагает анализ, в ходе которого формально проверяется соблюдение требований нормативной документации. Кроме того, проектные решения сравниваются с типовыми блоками нормативной документации, хранящимися в БД НСИ, в частности на основе нечетких алгоритмов [3].
4. Сверка параметров и структуры ТД на соответствие друг другу предполагает проверку взаимного соответствия информации, касающейся разных частей проекта (в частности, соответствие схематического плана двухниточному плану и кабельной сети, увязка постовой кабельной сети и напольной и т. д.).
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2012/4
2012/4 Proceedings of Petersburg Transport University
Рис. 2. Структурная схема АС ЭСР ЖАТ
Информационные технологии
Информационные технологии
77
5. Проверка документации методами синтаксического и семантического контроля параметров элементов схем и структурных соединений.
На основе атрибутных грамматик [4] анализируются полнота и правильность задания атрибутов элементов, производится синтаксический и семантический контроль схем. Таким образом, в рамках синтаксического контроля проверяется правильность нумерации и обозначения стрелок, сигналов и др. В рамках контроля семантики проверяются правила чередования полярности или частот рельсовых цепей, образования изолированных стрелочных секций, стрелочных улиц и маршрутов, правильность расчета длины кабелей и т. д. [5-7].
Проверка на соответствие ОФТД СЦБ должна быть выполнена в первую очередь, так как она является проверкой корректности ввода входных данных в систему, остальные этапы проверки могут выполняться в произвольном порядке, независимо друг от друга.
Для каждого типа схем проводятся свои проверки в зависимости от особенностей данных схем (схематические и двухниточные планы станций и перегонов, кабельные сети, схемы канализации тягового тока, принципиальные и монтажные схемы, аппараты управления).
Подсистема аналитических расчетов включает в себя набор расчетных модулей. Они осуществляют расчет и анализ параметров схематических и двухниточных планов, расчет тональных рельсовых цепей и переездной сигнализации. В ходе проверок обнаруживаются такие ошибки, как неверное чередование полярности в тональных рельсовых цепях, отсутствие ординаты переезда, неправильное задание скоростей движения по переезду и др.
Подсистема функциональной диагностики схем методом машинного моделирования наиболее точно определяет наличие ошибок в принципиальных схемах. В автоматическом режиме создается имитационная модель проектируемой системы на основе проектной документации и БД НСИ.
Отдельные функции АС ЭСР ЖАТ реализованы в разработках, выполненных Научно-техническим центром САПР ПГУПС (НТЦ САПР ПГУПС). На автоматизированном рабочем месте комплексной проверки и анализа технической документации (АРМ КПА) были осуществлены формальные проверки методами синтаксического и семантического анализа. На автоматизированном рабочем месте тестирования документации выполнена функциональная диагностика ряда принципиальных схем методами машинного моделирования [5].
Заключение
В настоящее время в рамках развития АРМ ведения технической документации (АРМ ВТД) осуществляется внедрение модулей АС ЭСР ЖАТ для выполнения требований новой инструкции ЦШ-617-11 [8].
Важнейшим направлением применения АС ЭСР является комплексный входной контроль проекта перед его приемкой службами автоматики и телемеханики дорог, а также контроль технической документации после ее переноса на машинные носители, при внесении большого числа изменений и дополнений в результате пусконаладочных работ.
Система может быть использована для контроля качества проектно-сметной документации в организациях, занимающихся экспертизой проектов СЦБ.
Библиографический список
1. Интегрированная система проектирования и ведения технической документации / М. Н. Василенко, П. Е. Булавский, В. Г. Трохов, Б. П. Денисов // Автоматика. Связь. Информатика (АСИ). - 2000. - № 9. - С. 29-32.
2. Проблемы внедрения отраслевого формата / Н. Н. Балуев, М. Н. Василенко, В. Г. Трохов, Д. В. Седых // Автоматика. Связь. Информатика. - 2010. - № 3. - С. 2-4.
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2012/4
78
Информационные технологии
3. Искусственный интеллект. Стратегии и методы решения сложных проблем / Дж. Ф. Люггер. - М. : Вильямс, 2005. - 864 с.
4. Формальные языки и грамматики / А. В. Гладкий. - М. : Наука, 1973. - 368 с.
5. Автоматизация проверки проектов на основе АРМ-тест / Б. Ф. Безродный, М. Н. Василенко, Б. П. Денисов, Д. В. Седых // АСИ. -2008. - № 9. - С. 22-24.
6. Система контроля и обеспечения качества проектной документации / А. А. Кочетков,
М. Н. Василенко, Б. П. Денисов, М. С. Трясов,
О. А. Максименко // АСИ. - 2006. - № 8. -С. 9-11.
7. Автоматизированная система экспертизы схемных решений / Т. А. Тележенко // АСИ. -2009. - № 5. - С. 24-26.
8. Инструкция по ведению технической документации железнодорожной автоматики и телемеханики ЦШ-617-11 : утв. ОАО «РЖД» 14.09.2011 (ред. 04.10.2011 г.). - Екатеринбург : УралЮрИздат, 2012. - 63 с.
УДК 004.4
A. Д. Хомоненко
Петербургский государственный университет путей сообщения Д. Ю. Старобинец
Военно-космическая академия им. А. Ф. Можайского
B. А. Уваров
Петербургский государственный университет путей сообщения
ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ СЖАТИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ С ПОТЕРЯМИ НА ОСНОВЕ ИХ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
Предлагается схема выбора параметров сжатия изображений с потерями на основе оценки их характеристических свойств. Выбор параметров выполняется применительно к дискретному косинусному преобразованию в составе алгоритма сжатия JPEG из условий получения минимального объема сжатого файла при заданных требованиях к качеству изображения.
сжатие изображений, дискретное косинусное преобразование, алгоритм JPEG.
Введение
Алгоритмы сжатия изображений с потерями, такие как дискретное косинусное преобразование, вейвлет-преобразование, позволяют обеспечить существенно более высокую степень сжатия по сравнению с алгоритмами сжатия без потерь, например, кодирования длин серий, арифметического сжатия и Хаффмана. Однако существенным ограничением использования алгоритмов сжатия изображений с потерями может быть недо-
пустимость снижения качества изображений ниже определенного уровня при решении ряда практических задач [1-4].
К числу таких практических задач можно отнести, например, задачи распознавания объектов изображения при проведении воздушного или космического мониторинга и разведки местности, наблюдении за объектами железнодорожного, водного и автомобильного транспорта и т. п. [5]. При решении перечисленных задач проводится фотографирование (или видеосъемка) мест-
2012/4
Proceedings of Petersburg Transport University
