Обобщенная формализованная схема ведения заказных спецификаций Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Общетехнические и социальные проблемы

оказаться заиленными частицами крупностью до 0,05 мм. При этом необходимо обеспечить за пределы балластной призмы по оставшейся незаиленной части подсыпки наибольший сток, который будет наблюдаться при суточных осадках 1%-ной обеспеченности, составляющий в условиях Северо-Запада России 60 мм.

При ширине геотекстильного материала 4,5 м и коэффициенте фильтрации материала защитного слоя не менее 130 м/сут максимальная глубина фильтрационного потока в межрельсовом пространстве при выпавших суточных осадках составит 5 см. Таким образом, с гидравлической точки зрения вполне достаточна толщина слоя подсыпки из песка или песчано-гравийной смеси с учетом ее заиления в части, примыкающей к земляному полотну, равная 10 см.

Библиографический список

1. Технические указания на применение пенополистирола и геотекстиля при усилении основной площадки земляного полотна без снятия рельсошпальной решетки. - М. : ПТКБ ЦП МПС, 1999. - 37 с.

2. Руководство по применению полимерных материалов (пенопластов, геотекстилей, георешеток, полимерных дренажных труб) для усиления земляного полотна при ремонтах пути / МПС России. - М. : ИКЦ «Академкнига», 2002. - 111 с.

3. Строительные свойства многолетнемерзлых грунтов оснований и ускоренные методы их определения / В. П. Ушкалов. - Новосибирск : Наука, 1971. - 82 с.

4. Динамика многофазных грунтовых сред / А. Г. Мишель, С. Г. Шульман. -СПб. : Изд. ОАО ВНИИГ, 1999. - 396 с.

5. Рекомендации по методике прогноза изменения строительных свойств структурно-неустойчивых грунтов при подтоплении. - М. : Стройиздат, 1984. - 156 с.

6. Прогнозы подтопления и расчет дренажных систем на застраиваемых и застроенных территориях : справочное пособие к СНиП / Комплексный научноисследовательский и конструкторско-технологический институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрологии. - М. : Стройиздат, 1991. - 272 с.

Статья поступила в редакцию 15.04.2010.

УДК 656.25

П. Е. Булавский, Д. С. Марков, Д. Х. Баратов

ОБОБЩЕННАЯ ФОРМАЛИЗОВАННАЯ СХЕМА ВЕДЕНИЯ ЗАКАЗНЫХ СПЕЦИФИКАЦИЙ

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2010/2

Общетехнические и социальные проблемы

73

Осуществлен анализ технологии ведения заказных спецификаций. Для автоматизации и интеграции процессов автоматизированной обработки заказных спецификаций предложен формальный метод, основывающийся на применении логических схем алгоритмов (ЛСА). На основе полученных ЛСА осуществлен синтез объединенного алгоритма с учетом особенностей их структуры.

формализованная схема, заказные спецификации, логические схемы алгоритмов.

Введение

В настоящее время взаимодействие организаций, участвующих в капитальном ремонте и капитальном строительстве систем автоматики и телемеханики, четко не регламентировано. Информация между проектными организациями, генеральным подрядчиком и субподрядчиками, департаментом капитального строительства (ДКСС), департаментом капитальной реконструкции и строительства (ДКРС), Службой сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), поставщиками, заводами, дистанциями (ШЧ) и ремонтнотехнологическими участками (РТУ) передается долго, часто имеют место несогласованность и потеря информации, при возникновении задержек невозможно определить их причину, сроки устранения и последствия.

1 Характеристика процесса ведения заказных спецификаций

Характерными особенностями процесса ведения заказных спецификаций (ВЗС) являются условия прохождения каждого этапа обращения технических документов. Под этапом понимается переход документа от одной организации к другой. Проектная организация составляет заказную спецификацию (ЗС) на основании выполненных принципиальных схем на строящиеся или реконструируемые станции или перегоны. Затем ЗС утверждаются в службе автоматики и телемеханики, после чего поступают в ДКРС.

На основании данных, представленных в ЗС, определяется состав оборудования для заказа на заводах-изготовителях. Так как в ЗС обычно представлено несколько тысяч позиций оборудования и приборов, вероятность того, что их выпускает только один завод, очень мала. ДКРС разделяет оборудование, указанное в ЗС, между поставщиками. Поставщики в свою очередь дают распоряжение на завод для выполнения заказа. По окончании работ завод отправляет оборудование на склад дистанции СЦБ.

Для формализации процесса ведения заказных спецификаций составим графовую модель описанной технологии, используя основные понятия теории графов (рис. 1).

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2010/2

Общетехнические и социальные проблемы

На рисунке 1 приняты следующие сокращения: ПО - проектная организация, ТЗ - техническое задание.

Рис. 1. Графовая модель технологии ведения ЗС

Схема источников информации и направлений информационных потоков для всех типов схем, составляющих основной объем ЗС, приведена на рисунке 2.

Проектна, Ц Начальник! i организа-ия : гип

отдела J СЦБ - 1 1 1 1 1 1 1

Начальникйис- танции сигнализации и связи ШЧ

Главный инженер шчг

Группа технической документации Румрводитель ШЧ

I WA

I

Рис. 2. Структура источников информации ВЗС

Заполнение баз данных в процессе ВЗС осуществляется в Службе СЦБ, проектных организациях, ДКРС, заводах-изготовителях, ШЧ и РТУ ответственными исполнителями в автоматическом или ручном режиме.

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2010/2

Общетехнические и социальные проблемы

75

Порядок формирования древовидной структуры базы данных для титулов капитального ремонта и выбора типа приборов из базы данных автоматизированной системы управления хозяйством сигнализации, централизации и блокировки второго поколения (АСУ-Ш2) приведен на рис. 3. На рис. 4 показана последовательность заполнения полей базы данных в процессе ВЗС посредством ручного ввода, путем автоматизированного выбора значений из базы данных СЦБ (БДШ) или автоматически из БДШ и баз данных проектов. При использовании новой технологии ВЗС автоматически проверяется корректность вводимой информации.

с

Служба

Q

ШЧ

л

с

Станции -

Титул -Т —I- ^Прибор Г

Q

ШЧ

Л

с

Станции -

Титул

Л

1 I

Наименование ТУ Г №чертежа

НМШ1-1440 ТУ32ЦШ72-76 13552-00-00В

РЭП1-1600 ТУ32ЦШ451-99 1 24539-00-00

... L

Рис. 3. Структура базы данных для титулов проектов

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2010/2

Общетехнические и социальные проблемы

Вводятся оператором на заводе

йнакладнои

Дата

Вводятся

оператором Дата В ШЧ или РтУд—

Марка № чертежа Ед. изм. Кол-во Отгружено

гтр Л (ЕИУС.468 Л ЛЛ N

т3С j У зеш ) "■ I 2 )

Получено/ Договор

С

Договор №Б2-94-2008

)

ГП3С

РЭЛ1-1600

Вводится оператором или получается автоматически из чертежей проекта в проектной организации

ЕИУС.468361.001

ТУ32ЦШ451-9 9

1

Выбор из БДШ

2 ■

10 I

Вводятся оператором,в проектной организации

I

Вводятся оператором В ДКРС

П

Рис. 4. Порядок заполнения баз данных

Комплексная автоматизированная система управления хозяйством сигнализации, централизации и блокировки АСУ-Ш2 представляет собой многоуровневую структуру, функционирующую на уровнях дистанций сигнализации и связи, служб сигнализации, централизации и блокировки управления дорог и Департамента сигнализации, централизации и блокировки ОАО РЖД. АСУ-Ш2 реализует три направления интегрированной информационной системы хозяйства СЦБ.

При взаимодействии с базой АСУ-Ш2 в процессе ВЗС получение информации осуществляется из нескольких таблиц. Из таблицы «Предприятия» выбирается список заводов-изготовителей, из таблицы «Марки оборудования» получается список наименований оборудования, марки оборудования, единицы измерения и др.

Программное обеспечение процесса ВЗС осуществляет взаимодействие с автоматизированной системой управления хозяйством сигнализации, централизации и блокировки второго поколения АСУ-Ш2.

При формировании новых позиций в спецификации в процессе ВЗС происходит соединение с сервером АСУ-Ш2 и получение из БД необходимой информации об оборудовании:

при добавлении новой позиции в спецификацию марка и параметры оборудования выбираются из базы БДШ;

при ручном вводе какого-либо параметра происходит проверка на соответствие данного параметра БДШ;

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2010/2

Общетехнические и социальные проблемы

77

в случае недостаточного количества информации об оборудовании автоматически выбираются недостающие параметры из базы данных БДШ; если при автоматическом выборе параметров из БДШ существует несколько вариантов параметра, система выбирает приоритетный.

Таким образом исключается ввод неправильной информации, ввод информации, не соответствующей БДШ, а также искажение наименований параметров приборов и оборудования пользователем.

Взаимодействие с АСУ-Ш2 позволяет повысить эффективность ВЗС, существенно ускорить и упорядочить информационное взаимодействие всех организаций, участвующих в проектировании, строительстве и капитальном ремонте систем СЦБ, повысить качество ведения ЗС и формирования заказов оборудования, повысить оперативность предоставления информации.

2 Формализованная схема

Анализ технологии ВЗС показывает, что отсутствие единой информационной среды при работе с заказными спецификациями (ЗС) приводит к задержкам доставки оборудования, несоответствию доставленного оборудования требуемому, отсутствию контроля над иерархическим процессом ВЗС, потере координации сотрудников, участвующих в этом процессе. Эффективным путем повышения качества обработки ЗС является поэтапная автоматизация, которая основывается на описании процесса ВЗС.

Наиболее эффективное решение этих задач может быть достигнуто путем формализации процессов взаимодействия хозяйствующих субъектов и применения математических методов оптимизации координации взаимодействия.

Формальные методы отображения процесса используют для анализа свойств объекта формальные модели. Таким образом, свойства объекта должны быть формализованы в рамках некоторой математической модели. Соответственно для применения формальных методов описания процесса ВЗС и для определения состава и свойств стандартных средств описания ВЗС необходимо разработать формализованную схему (ФС) описания объектов, участвующих в процессе ВЗС.

ФС является формой, определяющей состав и вид исходных данных, и должна обеспечивать возможность описания объекта в объеме, достаточном для автоматизации процесса ВЗС и определения исследуемых операционных характеристик.

ФС должна быть универсальной, т. е. достаточно обобщенной для описания широкого класса объектов (спецификации, распоряжения, заявки) и в то же время обеспечивать простоту процедур привязки к конкретному объекту. Для этого ФС должна включать набор средств представления элементов, структуры и алгоритмов функционирования

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2010/2

Общетехнические и социальные проблемы

системы, функциональных и статических зависимостей между параметрами. В дальнейшем такую ФС будем называть обобщенной формализованной схемой (ОФС) для ВЗС на железнодорожном транспорте.

Известен ряд методов выявления алгоритмов функционирования сложных систем, а именно: метод упрощения работ [1], составление структурных информационно-временных схем [2], блок-схем и органиграмм [3]. Сущность указанных методов заключается в пооперационной записи и анализе исследуемого процесса. Общими недостатками этих методов с точки зрения исследования ВЗС на основе предложенных ОФС являются ограниченный набор условных обозначений операций, сложность, а для ряда методов и невозможность отображения параллельности процессов ведения спецификации [1], трудоемкость заполнения бланков обследования.

В связи с этим в данной работе для построения алгоритмического отображения ВЗС предлагается использовать языки непосредственного описания дискретных процессов, к которыми относятся сети Петри [4], логические схемы алгоритмов [5], логические схемы требований [6], параллельные логические схемы алгоритмов ПЛСА [6].

Наличие параллельных ветвей позволяет сделать вывод о необходимости выбора языков, имеющих средства отображения указанных особенностей алгоритмов ВЗС. Такими средствами обладают сети Петри и язык ПЛСА. Кроме того, необходимость объединения алгоритмов ВЗС требует обеспечения возможности формализованных преобразований алгоритмов. Необходимость удовлетворения указанных требований приводит к выбору языка ПЛСА, являющегося развитием ЛСА, возможности формализованных преобразований которого показаны в [5].

Заказные спецификации будем описывать следующим образом:

Sj eS, j = l,J; г. е R , т = 1, М,

j,m j 5 55

где s. - спецификация j -го типа; набор J спецификаций образует

множество S всех спецификаций, рассматриваемых для данного процесса ВЗС;

rjm - m -й параметр спецификации j -го типа; набор M параметров спецификации образует множеств R . всех рассматриваемых параметров j -й спецификации.

Введем ряд определений. Совокупность выполняемых в определенной последовательности операций и проверок логических условий в процессе ВЗС j -й спецификации назовем алгоритмом ВЗС A..

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2010/2

Общетехнические и социальные проблемы

79

Операцией иг назовем элементарное действие по ведению спецификации из множества S. Все операции, выполняемые в процессе ведения s, е S, образуют множество V — и, , i = 1,1.

J I

Представленная ОФС позволяет определить наборы исходных данных по алгоритмическому и параметрическому отображениям ВЗС. Основной особенностью алгоритмов ВЗС является наличие параллельных ветвей.

ОФС обеспечивает достаточную гибкость описания ВЗС, т. к. в ее основе лежит алгоритмическое отображение системы. В соответствии с этим методика формализации должна быть направлена в первую очередь на выявление и описание алгоритмов ВЗС.

Введем символику записи алгоритмов ВЗС A . на ПЛСА с учетом

обозначений, принятых в [5] и ОФС. Основными элементами являются операторы, соответствующие операциям тт, логические условия

OLk,k = l,K, помеченные стрелками ак'\'р,р = 1,Р, где р - индекс

стрелки. Переход спецификации при ложном значении аА. осуществляется

к элементу ПЛСА, помеченному стрелкой с тем же индексом: .

Для обеспечения строчной записи ПЛСА используются следующие вспомогательные операторы и логические условия [5]:

со - тождественно ложное логическое условие;

R fl^ - оператор распараллеливания с р-й стрелкой, указывающей начальные элементы образуемых им параллельных ветвей;

- стрелка, помечающая начальный элемент каждой параллельной ветви, образованной оператором распараллеливания с тем же индексом;

со —>р - тождественно ложное логическое условие, заканчивающее параллельную ветвь и указывающее (по индексу p) оператор объединения;

^ & - оператор, объединяющий параллельные ветви, которые

заканчиваются условием со —>р с тем же индексом стрелки.

Правила записи алгоритмов на ПЛСА представлены в [5]. Использование языка ПЛСА для выявления и описания процессов ВЗС на железнодорожном транспорте позволило разработать методику обследования, направленную на выявление структурно-алгоритмического и параметрического отображения системы обработки ЗС.

Рассмотрим пример технологии заполнения заказных спецификаций в проектных организациях автоматизированным способом. Составим алфавит операций.

Множества V = (ц}, i = 1,20, включает следующие операции:

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2010/2

Общетехнические и социальные проблемы

и, - заполнение титула заказных спецификаций;

и2 - поиск по БДТТТ (база данных СЦБ);

и3 - получение одного варианта результата поиска;

и4 - получение ТУ прибора;

и 5 - получение номера чертежа прибора;

и6 - получение массы прибора;

и7 - получение единицы измерения прибора;

и8 - получение кода прибора;

и9 - получение завода-изготовителя прибора для данного прибора; и10 - получение нескольких вариантов результата поиска; ип - выбрать один соответствующий вариант из списка; и12 - поиск не дал результата;

1)13 - проверить правильность ввода;

и14 - выбрать завод-изготовитель;

и15 - выбрать данные прибора, полученные из БДШ;

и16 - заполнение значения количества приборов;

и17 - формирование строки спецификации;

и18 - автоматическое заполнение строки данными;

и19 - выбор нескольких заводов-изготовителей;

и20 - выбор одного завода-изготовителя.

Множества а = {ак},к = 1,4, включают следующие логические условия:

1 — выбрана /-я позиция в ЗС;

0 — не выбрана;

1 - поиск дал результат;

О-в противном случае;

1 - результат поиска -множество возможных вариантов; О-в противном случае;

1 - выбран завод-изготовитель;

(Х2

О-в противном случае.

4

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2010/2

Общетехнические и социальные проблемы

81

Основываясь на разработанном алфавите, в результате анализа процесса ВЗС получили ЛСА:

Лзс =1' 0ai 1' v217 «212 «313 VmVn^V V315 V4V5V6V7VsV9a4Г X X VKV20(>) t6!4 FM l6 VuVuVl7Vtt i2 VaV„mV .

3 Синтез объединенного алгоритма процесса ведения заказных спецификаций

Для алгоритмического отображения ВЗС характерно большое количество вхождений операторов и., i = 1, /, и логических условий

ak,k = l, К, при сравнительно небольшом количестве их типов. В связи с

этим целесообразно поставить задачу сокращения вхождений однотипных операторов и логических условий в алгоритмическое описание процесса ВЗС.

Представим задачу синтеза объединенного алгоритма ВЗС (Л) в формализованном виде.

В ВЗС участвует множество спецификаций S и Sj., j = 1, J. Каждая

спецификация обрабатывается по своему алгоритму А ., j = 1, J,

формализованная запись которого реализуется на ПЛСА с использованием символики, введенной выше.

При объединении алгоритмов ВЗС необходимо учитывать, что после выполнения какой-либо иг в различных алгоритмах А . могут выполняться

неодинаковые последовательности элементов. Для определения порядка выполнения элементов в объединенном алгоритме Ло при ведении

спецификаций различного типа s ■, j = 1, J, вводятся дополнительные

разделительные логические условия (РЛУ) гп, п = 1, N. РЛУ гп ставятся в А0 после элемента иг и образует дерево проверок (рис. 5), число выходов которого равно количеству неодинаковых элементов, выполняемых в различных А . после иг. Тип спецификации j определяет элемент,

который должен выполняться в алгоритме Ао после элемента гг, следовательно, РЛУ представляют собой булевую функцию от типов спецификации f (j). Для записи такой функции вводятся булевые переменные вида:

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2010/2

Общетехнические и социальные проблемы

х

х2

1, если у = 1; О, если j ф\\ 1, если 7 = 2; О, если у Ф 2;

х,

1, если 7 = J\ О, если 7 Ф J.

Тогда функция /(у) = /(лг ), а РЛУ имеет вид:

г

1, если / (дг ) = 1; О, если f (х,) Ф 1.

Введем определение. Объединенным называется алгоритм Ло, отвечающий следующим условиям:

любой элемент алфавита описания А ., j — 1, J, входит в Ао и притом только один раз;

если в Л, включающем РЛУ, подставить в функции f (х.) конкретное значение j, то последовательность выполнения элементов соответствует Л..

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2010/2

Общетехнические и социальные проблемы

83

Рис. 5. Деревообразная структура проверок

Таким образом, задачей объединения алгоритмов ВЗС является синтез алгоритма Ло, отвечающего указанным условиям.

Заключение

Предложенный метод позволяет решить задачу объединения алгоритмов ВЗС с учетом особенностей их структуры. С помощью объединения алгоритмов достигается сокращение количества вхождений элементов в Ло за счет введения дополнительных логических условий.

Применение формальных методов для оптимизации выполнения алгоритмов на всех уровнях ВЗС позволит сократить затраты времени при обмене техническими документами, сократить время обработки ЗС, улучшить структуру информационного обмена при организации электронного документооборота и, следовательно, сократить сроки выполнения работ по капитальному строительству и ремонту систем СЦБ.

Библиографический список

1. Методы разработки

автоматизированных систем управления / А. Г. Мамиконов. - М. : Энергия, 1973. - 336 с.

2. Графовые модели и методы разработки унифицированных компонент сложных программных комплексов / И. А. Прахов, С. Г. Кузин. - Нижний Новгород : ННГУ, 2003.

3. Имитационное

моделирование систем - искусство и наука / Р. Ю. Шеннон. - М. : Мир, 1978. - 418 с.

4. Иерархия и параллелизм в сетях Петри / Д. А. Таль // Автоматика и телемеханика. - 1982. - №7. -С.112-113.

5. Синтез управляющих

автоматов / В. Г. Лазарев, Е. И. Пийль. - М.: Энергия, 1978. - 408 с.

6. Основы дискретной

автоматики / В. Н. Рогинский. - М. : Связь, 1975. - 432 с.

Статья поступила в редакцию 10.04.2010;

представлена к публикации членом редколлегии Вл. В. Сапожниковым.

УДК 681.326.7

ISSN 1815-588 Х. Известия ПГУПС

2010/2