CC BY
88
Порицкий Игорь Александрович
Ростовский государственный университет путей сообщения Ассистент кафедры «Логистика и управление транспортными системами»
Poritsky A. Igor Rostov State Transport University Assistant of department “Logistics and Transport Systems Management”
E-Mail: [email protected]
05.22.01. Транспортные и транспортно-технологические системы страны, ее регионов и
городов, организация производства на транспорте
Совершенствование взаимодействия предприятий различных видов транспорта на базе интеграции информационных систем
Improving the interaction between enterprises of different modes of transport on the basis of the integration of information systems
Аннотация: Предложены методы организации единого информационного
пространства транспортного рынка, в основе которых лежит теория объединения информационных систем, путем их представления в виде специализированных модулей с ограниченным числом функций. Рассмотрены технологии стыковки одних информационных систем транспортных компаний с другими с помощью кроссплатформенных технологий. Описаны методы разработки транспортных информационных систем обработки данных, наиболее развивающиеся в настоящее время. Представлена концепция интеграции модулей низкого уровня в модули высокого уровня. Обозначены модули, которые необходимо разработать, чтобы оптимизировать работу пользователей в информационном пространстве.
Abstract: The problems of organization of single information space of the transport market will be resolved through combining enterprise information systems by presenting them in the form of specialized modules. The article presents method of organization single information space of transport market. The basic of method is theory of modular information systems organization with limited number of functions. Crossplatform technologies of integrate information systems allow to join them to each other. The article has methods of developing systems of data processing and strategic objective which will decide by the theory of queues.
Ключевые слова: единое информационное пространство, модули, интеграция, данные, транспорт.
Keywords: single information space, the modules, integration, data, transport.
***
На сегодняшний день в транспортных компаниях Российской Федерации применяются специализированные корпоративные информационные системы, способствующие качественному выполнению таких процессов как: мониторинг транспортных единиц, внутренний и внешний документооборот, управление материальными, финансовыми, сервисными потоками, обмена, обработки и хранения статистических данных на основе реляционных баз данных, планирования и прогнозирования ожидаемых событий.
Единое информационное пространство (ЕИП) является принципиально новым подходом в реализации качественно новой целостной системы управления процессами перевозок транспортного рынка. Основная цель ЕИП - сделать рынок транспортных услуг
открытым и доступным каждому пользователю. Проблема состоит в том, что на сегодняшний день транспортный рынок не имеет централизованной системы управления транспортными услугами. Каждая корпорация или компания, будь то автотранспортная, железнодорожная, авиакомпания и др. пользуются собственным информационным пространством. На общий доступ выставляется только та информация, которую сотрудники корпорации считают нужной и преимущественно неактуальной на данный момент. Такая организация работы не является корректной по отношению к транспортному рынку, так как он должен быть открытым для всех участников. Следует предположить, что целостность информационной системы такого масштаба может быть достигнута на основе объединения существующих корпоративных информационных систем, интегрированных в единое информационное пространство транспортного рынка в виде отдельных модулей, и создания новых специализированных модулей для достижения главной макроэкономической цели работы транспортного комплекса - получение синергетического эффекта от работы системы.
К основным информационным системам, использующимся на железнодорожном транспорте, можно отнести технологические и экономические корпоративные информационные системы управления бизнес-процессом, такие как: ГИД-Урал, ЭТРАН, АСОУП, АСУЖТ, ДИСПАРК, СИРИУС, АСУ «Экспресс», АСУ ЛР, АСУ ГС, АСУ КП, ДИСКОН, ДИСТПС.[1] Данные взаимозависимые информационные системы входят в главный комплекс управления перевозочным процессом. С позиции транспортной логистики эти системы являются внутренними (производственными). С их помощью обеспечивается управление технологическими процессами, формируя решения логистических задач. Далее такие системы будем называть модулями низкого уровня. Следует отметить, что модули низкого уровня не могут существовать без внешней системы, однако их использование в макроэкономической системе организации материальных потоков ограничено корпоративными границами. Объединение модулей в целостную систему (в модули высокого уровня) для использования субъектами рынка позволит построить качественно новое информационное пространство транспортного рынка, рисунок 1.
МОДУЛЬ ВЫСОКОГО УРОВНЯ
МОДУЛИ НИЗКОГО УРОВНЯ
АСУЛР АСУКП днскон дпсгтгс АСУ ЭКСПРЕСС -ЭТРАН
АСОУП АСУЖТ ДЙСПАРК СИРИУС АСУГС ГПДУРАЛ
Рис. 1. Объединение модулей низкого уровня в общий модуль высокого уровня
Информационное пространство транспортного рынка включает в себя информационные системы субъектов, нацеленные на размещение в них объявлений об имеющихся транспортных единицах и грузах (вагоны, подвижной состав, груз, автотранспорт и др.). К информационным системам такого рода относятся mtemet портал - «Груз и вагон» www.gruzivagon.ru, www.logintrans.ru. Эти и другие схожие с ними системы должны быть унифицированы под единое информационное пространство и представлять собой интегрированные модули высокого уровня (МВУ) по видам транспорта, рис.2. Данные, формирующиеся в них должны быть доступны в ЕИП на основе согласованного регламента, в интересах развития транспортного рынка. При проектировании интуитивного интерфейса ЕИП следует учитывать нюансы требований различных групп пользователей. Условно пользователей любых информационных систем можно разделить на три группы: неопытные, опытные, эксперты. Неопытные пользователи нуждаются в общей информации об
информационной системе в целом и ее функциональных возможностях. Опытные пользователи интересуются конкретными задачами информационной системы. Эксперты -ускорением процесса решения конкретных задач.
При проектировании интуитивных интерфейсов следует учитывать «пассивные механизмы поддержки». Ими могут являться ярлыки элементов управления, названия форм и пунктов меню. Название элементов интерфейса должно ясно отражать смысл их назначения. «Пассивные механизмы поддержки» также могут включать в себя диалоговые окна, всплывающие подсказки, горячие клавиши, строки состояний и другие элементы. [1]
Взаимодействие всех модулей в едином информационном пространстве представлено на рисунке 2.
Рис.2. Взаимодействие модулей в ЕИП
В модулях низкого уровня следует учесть необходимость формирования информационного потока и интегрированных данных для использования внешними пользователями - субъектами транспортного рынка. Для управления банком данных, в информационном пространстве модулей низкого уровня следует применять универсальные и многоплатформенные системы управления базами данных (СУБД). Они позволяют осуществлять кластеризацию множества специализированных данных, создавать структурную зависимость их друг от друга. Для осуществления надежной работы вся информация, вносимая и изменяемая в базах данных одного модуля низкого уровня (МНУ), должна реплицироваться на базы данных остальных МНУ для обеспечения ссылочной целостности, дальнейшего их анализа и использования в управлении бизнес-процессами. Если данный технологический процесс не будет выполнен из-за информационной несовместимости, то в базах данных ЕИП будут возникать коллизии, что нарушит целостность работы всей системы. Осуществление передачи данных из одной базы данных МНУ множеству других баз данных МНУ показано на рисунке 3.
Организация взаимодействия модулей низкого уровня между собой, а также с модулями высокого уровня внутри ЕИП должна осуществляться с использованием технологий передачи данных по компьютерной сети mtemet Концепция сети intranet не целесообразна для проектирования ЕИП, так как оно направлено на создание открытой среды
рынка транспортных услуг доступной каждому пользователю. Проектирование модулей низкого и высокого уровней ЕИП должно включать следующие IT вычисления:
• пропускная способность сети (измеряется с учетом количества информации
передаваемой через сеть от источника A приемнику B в единицу времени);
• количество времени системы, необходимое для выполнения операции;
• степень точности;
• время отклика системы на пользовательский запрос.
При проектировании ЕИП следует применять реляционные базы данных - самые удобные и распространенные на сегодняшний день. Они поддерживают все необходимые типы данных, обеспечивают их множественную связь друг с другом, позволяют соблюдать структуру. Реляционные базы данных модулей низкого уровня следует проектировать так, чтобы при их взаимодействии друг с другом формировалась вся информация исходя из запроса пользователя с учетом его профиля [2].
На сегодняшний день существует проблема взаимодействия модулей низкого уровня друг с другом. Основная причина этого состоит в применении разных технологических платформ. Так как разные автоматизированные информационные системы железнодорожного транспорта проектировались в разное, время, то в их основу закладывались методы разработки, существующие на тот момент. Для качественного взаимодействия информационных систем (модулей низкого уровня друг с другом) и организации ЕИП следует применять единую технологическую платформу, включающую серверные языки программирования (php, ruby on rails, python и др.), технологии создания веб-приложений (ASP.net) и системы управления базами данных, поддерживающие структурированный язык запросов SQL. Принципиальная схема взаимодействия свободного пользователя с модулями железнодорожного транспорта на основе единой технологической платформы представлена на рисунке 3.
Рис. 3. Принципиальная схема взаимодействия свободного пользователя с модулями
железнодорожного транспорта
Системы, входящие в единое информационное пространство должны позволять совершенствовать процессы управления. ЕИП должен стать гибким инструментом для осуществления транспортных логистических процессов, что приведет к повышению экономического эффекта.
Поскольку целью транспортной логистики является ориентация на конечного потребителя, следует определить его основные потребности в транспортных ресурсах. Конечным потребителем, как правило, является заказчик перевозочного процесса, обладающий материальными единицами, которые следует перевозить из пункта A в пункт B. С помощью ЕИП, включающих также ИС железнодорожной составляющей, заказчику предоставляется возможность:
• выбора типа транспортного средства (нескольких транспортных средств);
• планирования перевозочного процесса. Оно включает взаимодействие с
другими видами транспорта, и использование складских ресурсов;
• минимизации затрат на грузоперевозку.
Процесс грузоперевозки включает документальное сопровождение, мониторинг на пути следования, сохранение его физико-химических свойств, и другие вспомогательные операции. Все эти данные должны предоставляться заказчику по требованию.
Модули (информационные системы) железнодорожного транспорта, обладают множеством функций, включаемые в ЕИП для обеспечения информированности конечного потребителя о состоянии его груза.
Информация для конечного потребителя, сформированная на основе анализа функций в соответствии с нормативными документами приведена на рисунке 4.
С помощью информации полученной от МНУ ИС ОАО «РЖД» и МНУ ИС других транспортных компаний, конечным потребителем в ЕИП может производиться анализ качества перевозочного процесса. В дальнейшем это может служить для заключения долгосрочных отношений с конкретными перевозочными компаниями, в т.ч. ОАО «РЖД».
Интеграция модулей в ЕИП должна осуществляться с помощью технологий создания сквозных информационных систем с учетом свойства интероперабельности.
Корректная организация ЕИП для всех участников транспортных перевозок должна включать совокупность терминов и правил. Это способствует в дальнейшем прогнозированию состояний систем.
Алгоритм интеграции информационных систем в ЕИП включает основные этапы:
• проектирование баз данных с набором сущностей, атрибутов и отношений между ними;
• анализ значений атрибутов и логической связи между сущностями;
• анализ целостности конструкций МНУ и их взаимодействия в МВУ;
• анализ взаимодействия МВУ между собой, анализ выбора и предоставления
информации, необходимой конечному потребителю в ЕИП.
Интеллектуализация работы в ЕИП должна обеспечиваться за счет применения надстроек обработки нечетких знаний, таких как: многозначность; надежность и
ненадежность знаний и выводов, немонотонная логика.
Данные надстройки должны включать в себя алгоритмы поиска решений Учет ненадежности знаний выполняется с ^пользованием:
• коэффициентов уверенности;
• нечетких множеств;
• вероятностных подходов;
• модифицированных подходов и т.д.
ЕИП должно быть кроссплатформенным и кроссбраузерным, и отвечать всем современным требованиям разработки информационных систем на базе существующих вычислительных мощностей. В данном случае кроссплатформенный пользовательский интерфейс должен быть разработан на основе методов определения устройства, с которого
пользователь заходит в информационную систему.
АСОУП 2
- план формирования поездов;
- поиск Батонов.
- мониторинг транспортных средств
- электронное штемпелевание перевозочных документов;
- контроль сроков ремонта вагонов по их пробегу:
- контроль сроков доставки грузов.
ДИСПАРК
- контроль соблюдения сроков доставки грузов:
- контроль дислокации порожних вагонов:
ЭТРАН
Составление электронных накладных и обеспечение электронного документооборота.
СИРИУС
Долгосрочные и среднесрочные маркетинговые прогнозы грузопотоков, подготовленные системой фирменного транспортного обслужнвания(СФТО)
ДИСКОН
- правильность выполнения операции с контейнерами с соблюдением установленных ограничений;
- учет времени нахождения контейнера у грузоотправителей и грузополучателей, в т.ч. на подъездных путях клиентов;
- предоставление актуальной информации о состоянии и дислокации контейнеров;
- учет передачи контейнеров по пограничным переходам на водные виды транспорта;
- контроль наличия и состояния контейнерного парка на станциях, дорогах и сети в целом.
ГрЛ'ЗОВОЙ экспресс
- ведение ситуационном модели сетевого подвода грузов к припортовым и пограничным станциям на основе специально созданного информационного хранилища
ЕК ИОДЕ
- организация расчетов за перевозки;
ВЫБОРКА ПО ЗАПРОСУ НЕОБХОДИМОЙ В ДАННЫЙ МОМЕНТ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ КОНЕЧНОГО ПО ТРЬБИТЕ ЛЯ
Рис. 4. Предоставляемая информация для конечного потребителя из ИС систем ОАО «РЖД»
Модульность проектирования ЕИП предусматривает использование стандартной сметной документации на различных этапах разработки; использование формальных методов синтеза проектных решений для различных этапов проектирования; синтез и использование типовых программных модулей; автоматизация проектных решений и документов. Модульный принцип проектирования ЕИП связан с процессом синтеза как совокупности слабосвязанных компонент, допускающих их относительно независимую разработку и использование. Применение принципа модульности позволяет свести его проектирование к оптимальному синтезу функционально независимых отдельных частей (модулей), совместно выполняющих заданные функции системы с требуемой эффективностью, и значительно сокращает затраты на разработку, внедрение и модификацию системы. Модульность оказывается необходимой по ряду причин: сложность взаимосвязей в системе с ростом ее элементов; существование ограничений по ряду характеристик используемых ЭВМ и методов
решения, ограничений на функциональные возможности имеющегося коллектива разработчиков: ограничений определенной системы и использования СУБД, а также ограничений, связанных с реализацией режимов реального времени и диалога, максимального числа логических функциональных процедур, входящих в отдельную часть задачи и соответствующую программу с допустимым числом сложных типов связи, нежелательным применением некоторых связей. Ко второму типу связей относится количество и уровень квалификации разработчиков [3].
Методы и средства типизации разработки модульных СОД в настоящее время развиваются в следующих основных направлениях:
1. типизация и стандартизация языковых средств, номенклатуры основных организационных и экономических показателей и алгоритмов их формирования;
2. типизация и стандартизация элементов информационного, программного и организационного обеспечения модульных информационных систем;
3. выделение головных координаторов и организаторов разработки типовых проектных решений на межотраслевом и отраслевом уровне и определение механизма их взаимодействия с заказчикам и пользователями при создании типовых модульных информационных систем;
4. унификация и стандартизация используемых в модальных СОД технических средств и систем управления базами данных (СУБД) [3].
Реализация принципов и методов модульности и типизации последовательно осуществляется на каждом из этапов разработки, отладки и внедрения информационное пространство.
При проектировании модулей ЕИП должны быть обеспечены свойства входящих в него модулей:
• функциональность (модуль представляет собой целостный объект, позволяющий выполнять ряд специализированных функций);
• связность (модуль должен быть связан с другими модулями в зависимости от функциональной значимости);
• надежность (в случае технических сбоев и нарушений модуль должен иметь способность к самовосстановлению).
В МНУ ЕИП следует учитывать наличие ограниченного набора задач пользователей, решаемых многократно, в регламентируемые моменты времени, периодические или стохастические. Отсюда следует, что в модулях, обрабатывающих большое количество запросов должна учитываться очередность. Предполагается, что в первую очередь обрабатываются запросы, имеющие самый высокий приоритет, по отношению к остальным. Запросы с одинаковым приоритетом должны обслуживаться в порядке их поступления в систему. В модулях, где приоритет запросов динамически изменяется, очередность следует определять в зависимости от важности по отношению к ситуации в определенный момент времени. Запросы, имеющие данные, противоречащие их обработке конкретным модулем, должны быть отклонены [4].
К одному из перспективных направлений создания и развития модульных информационных систем ЕИП относятся системы с многопроцессорным обслуживанием. Уменьшение времени обслуживания запросов и повышение надежности вычислений достигается за счет распараллеливания обслуживания заявок в целом. Общим требованием к обработке запросов в МНУ ЕИП является их обработка в режиме реального времени.[4].
В ЕИП следует также разработать для конечного потребителя, с помощью которых он сможет осуществить поиск нужной ему информации относительно перевозочного процесса. Конечными потребителями ЕИП являются: грузоотправители. Следовательно, для них необходимо разработать такие специализированные модули как:
• модуль поиска транспортного средства (с учетом положения грузоотправителя и применения алгоритма поиска транспортного средства наиболее близкого от его местоположения);
• модуль оформления заявки на перевозку (Должен включать единые формы всех необходимых электронных документов; подкрепленные юридической силой);
• модуль дислокации груза (Информация о местоположении груза и о его техническом состоянии в определенный момент времени);
• модуль связи (Обеспечение связи с лицами, отвечающими за грузоперевозку в режиме реального времени);
• модуль подбора маршрута (Осуществление подбора маршрута). Данный модуль должен обеспечивать подбор маршрута от точки A в точку B с учетом минимизации стоимости и обеспечения безопасности на всем пути его следования;
• модуль связи (Обеспечение связи с участниками грузоперевозочного процесса).
Проектирование этих и других модулей для конечного потребителя следует производить по мере возникновения потребностей в дополнительных функциях. Одним из основных этапов разработки модульных информационных систем является изучение и анализ процессов обработки информации в существующей и проектируемой системах управления. В процессе изучения должны быть уточнены структура обработки данных, входные и выходные данные, процедуры обработки информации и последовательность их реализации основные характеристики системы обработки данных и ограничения на ее реализацию [4].
В настоящее время разработана методика диагностического обследования лишь по отдельным вопросам анализа. В этой связи большое значение имеют вопросы создания общей методики диагностического анализа и вариантов декомпозиции системы управления, анализа и представления характеристик имеющихся типовых модулей с целью определения возможности их использования в разрабатываемой информационной системе [4]. Важно отметить, что в ЕИП следует учитывать реализацию электронного документооборота, и разработку единых стандартов оформления всей перевозочной документации. Это позволит сократить значительное количество времени на подготовку и производство перевозки. Разработка модели ЕИП предполагает использование математического и имитационного моделирования.
При использовании ЕИП на основе модульности будут решаться следующие стратегические задачи:
• минимизация затратам адаптации перевозочных компаний к изменениям
внешней среды;
• улучшения конечного финансового результата;
• обеспечения своевременной и качественной доставки продукции потребителям на основе высокого уровня сервисного обслуживания;
• снижения затрат за счет переноса центра тяжести от использования
материальных ресурсов в сторону информационных на основе быстрого качественного
своевременного обмена данными;
• поддержания высокого уровня вероятности своевременной поставки продукции и получения дохода на основе анализа рисков и обеспечения приемлемого уровня безопасности [5].
Модульность ЕИП позволяет произвести гибкий и универсальный логистический инструмент управления информационными потоками на разных уровнях управления перевозочным процессом при росте скорости обмена информацией, уменьшении числа ошибок, совмещении разрозненных информационных блоков. Затраты и время разработки и внедрения системы в значительной степени определяются сложностью взаимосвязей между отдельными ее модулями, а расходы на эксплуатацию, в основном, временем реализации функциональных задач, числом пересылок неиспользуемых данных, транспортным фактором либо производительностью при реализации задачи, а также достоверностью при обработке данных. Поэтому основным критерием качества разрабатываемых модульных систем обработки данных является сложность межмодульных информационных связей
(межмодульный интерфейс), доминирующая при разработке, отладке, внедрении и модификации системы, доминирующий при решении задач обработки данных в ЕИП транспортного рынка [4].
Таким образом, разработка ЕИП на основе модульности позволяет сделать эффективный гибкий инструмент управления перевозочным процессом, ориентированный на конечного потребителя.
ЛИТЕРАТУРА
1. Левин Д.Ю. Диспетчерские центры и технология управления перевозочным процессом / Д.Ю. Левин. - Москва: Маршрут, 2005. - 759с.
2. Райордан М.Н. Основы реляционных баз данных / М.Н. Райордан. - М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2001. 384 с.
3. Кузнецов Н.А. Методы анализа и синтеза модульных информационно-управляющих систем / Н.А. Кузнецов, В.В. Кульба, С.С. Ковалевский, С.А. Косяченко . - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002. - 800 с.
4. Кормен Т. Алгоритмы: построение и анализ, 2-е издание : Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2005. - 1296 с.
5. Сергеев В.И. Логистика: информационные системы и технологии: Учебнопрактическое пособие // В.И. Сергеев, М.Н. Григорьев, С.А. Уваров. - М: Издательство «Альфа-Пресс», 2008 - 608 с.
Рецензент: Мамаев Энвер Агапашаевиич, доктор технических наук, профессор кафедры «Логистика и управление транспортными системами» ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный университет путей сообщения».
