CC BY
74
Информационные технологии и безопасность
31
Мууги
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Оценка среднего (ч) 4.13 5.42 3.48 2.14 1.88 4.05 2.51 1.27 24.87 24.87 0
Оценка СКО (ч) 1.15 2.23 1.26 1.11 0.69 0.86 0.90 0.41 3.21 3.36 4.8
Оценка дисперсии (ч2) 1.32 4.99 1.58 1.24 0.47 0.74 0.81 0.17 10.31 11.31 9.7
Относительная погрешность оценки по формуле (10) среднего времени движения поездов от Киришей до Мууги, как уже отмечалось ранее, равна нулю, оценки по формуле (16) СКО - не превышает 5%, а оценки дисперсии по формуле (13) - 10%. Следовательно, для оценивания разброса времени движения грузовых поездов по всей трассе также можно пользоваться приближенными выражениями (13), (16).
Заключение
Разработанная модель времени движения грузовых поездов по новым маршрутам может оказаться полезной при решении задач, связанных с составлением графиков отправки грузов со станции погрузки на различные станции назначения, с планированием необходимого парка вагонов и локомотивов, составлением оптимальных с точки зрения материальных затрат планов доставки грузов, при решении задачи гарантированной доставки грузов в заранее заданные сроки, а также в ряде других приложений.
УДК 656.22.05
Г. М. Грошев, А. В. Малкаев
ИССЛЕДОВАНИЕ НАДЁЖНОСТИ АРМ ДИСПЕТЧЕРСКОГО ПЕРСОНАЛА И МЕТОДЫ ВЫХОДА ИЗ СБОЙНЫХ СИТУАЦИЙ
Одним из путей повышения эффективности перевозочного процесса является внедрение микропроцессорных систем диспетчерского контроля и управления. В ДЦУ Октябрьской ж. д. основу автоматизации составляет система ГИД «Урал-ВНИИЖТ». На современном этапе эксплуатации существует ряд проблем, связанных с надёжностью и эффективностью работы этой системы. C целью анализа причин сбоев и разработки методов их профилактики проведено статистическое исследование функционирования системы. Произведена классификация сбойных ситуаций по характеру возникновения. По каждой группе предложены меры для снижения сбоев и повышения эффективности работы системы.
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/3
Информационные технологии и безопасность
перевозочный процесс, диспетчерское регулирование, контроль, управление, сбой, эффективность, оптимизация, исследование, анализ, классификация, АРМ.
Введение
Внедрение микропроцессорных систем диспетчерского контроля и управления движением поездов [1], [2] и информационно-справочных систем позволяет реализовать современную технологию работы диспетчерского персонала на АРМ в дорожных центрах управления (ДЦУ) перевозками [3]. Исследованиями установлено, что полноценная автоматизация позволяет не только в 1,5-2,0 раза повысить производительность труда, но и существенно поднять оперативность и качество диспетчерской регулировочной деятельности [4].
В ДЦУ перевозками Октябрьской железной дороги основу автоматизации управления в масштабе реального времени составляют автоматизированная система оперативного управления перевозками (АСОУП) и система автоматизированного ведения графика движения поездов ГИД «Урал-ВНИИЖТ» [5]. Одну из самых важных функций выполняет приложение ГИД, устанавливаемое на АРМ поездных диспетчеров, которое позволяет перейти на автоматизированное ведение графика исполненного движения. От надёжности и стабильности функционирования этой системы зависит загрузка работой диспетчерского персонала, его психофизиологическое состояние, а значит и безопасность движения на участках.
1 Результаты исследования и меры по оптимизации АРМ
К сожалению, продолжает оставаться не решенным ряд проблем в работе системы. Часты вызовы от пользователей к инженерам, сопровождающим систему, с просьбой восстановления её работоспособности. На устранение причин сбоев по каждому вызову уходит от 10 минут. Поездной диспетчер переходит на ручное ведение ГИД спустя 30 минут после отказа в работе системы, если сбойная ситуация не решена. Эти простои отрицательно влияют на оперативную работу и персонал, поэтому их сокращение является важным для повышения эффективности автоматизации.
Задачами исследования стали: изучение массива вызовов и жалоб, связанных со сбоями и восстановлением приложения; анализ сбойных ситуаций и выяснение вызвавших их причин; систематизация информации по видам возникших сбойных ситуаций; разработка решений и мер по ликвидации сбойных ситуаций; определение причастных подразделений ДЦУ в конкретных ситуациях; разработка прогрессивной технологии
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/3
Информационные технологии и безопасность
33
взаимодействия сопровождающих отделов для быстрого и четкого восстановления работоспособности системы в сбойных ситуациях.
Исследование проходило в течение четырёх месяцев. Рассмотрено 2173 заявки от пользователей системы, находящихся в ДЦУ, что в среднем составило 18 заявок в сутки. Распределение заявок в течение суток крайне неравномерно, что иногда вызывает нехватку сменных специалистов, в связи с чем восстановление работоспособности системы затягивается.
Полученные данные разбиты на пять основных групп, которые распределились следующим образом:
I группа: неработоспособность комплекса технических средств АРМ -
16%;
II группа: сбойные ситуации приложения - 29%;
III группа: недовольство пользователей выходной информацией -
17%;
IV группа: просьбы пользователей настроить приложение - 22%;
V группа: прочие неисправности и недовольства пользователей работой системы - 16%.
Для выявления причин возникновения сбойных ситуаций и недовольств пользователей проведен детальный анализ каждой из групп.
Неработоспособность комплекса технических средств АРМ характеризуют три подгруппы, которые включают: неисправности
манипуляторов ввода и управления (клавиатура, манипулятор «мышь») -57%; неисправности блоков ПЭВМ - 28%; неисправности дисплеев - 15%.
Наиболее частые поломки происходят с манипуляторами ввода информации. Это связано с их интенсивным использованием, запылением и загрязнением в процессе работы пользователя. Очень часто происходит вырывание манипуляторов из гнезда ПЭВМ, поломки гнезд и обрывы кабеля в связи с нехваткой его длины. Снижению такого рода поломок может способствовать переход на более современные модели манипуляторов, основанных на оптической и беспроводной (Bluetooth) технологиях.
Поломка блоков ПЭВМ связана с приходом в негодность одного из его комплектующих. Наиболее часто выходят из строя магнитные накопители HDD, блоки питания, сетевые адаптеры. Снижению числа этих поломок могут способствовать профилактические работы по очистке ПЭВМ от пыли, правильное её размещение на рабочем месте.
Проблемы с работоспособностью мониторов в настоящий момент сократились в связи с переоснащением ДЦУ современными жидкокристаллическими дисплеями.
Для наибольшей оперативности восстановления работоспособности АРМ в перечисленных случаях целесообразно наличие в сопровождающих
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/3
Информационные технологии и безопасность
отделах резервных ПЭВМ с установленными операционной системой и рабочим приложением, мониторов и других периферийных устройств. Время замены и восстановления работоспособности АРМ не должно превышать 15 минут. При реализации перечисленных мер количество сбойных ситуаций можно сократить с 16 до 10 %.
Сбойные ситуации приложения распределены на пять подгрупп следующим образом: аварийные завершения работы приложений в связи с внутренней ошибкой - 26 %; зависания приложений - 17 %; вызовы о невозможности запустить приложение в связи с отсутствием подключения сетевых ресурсов - 21 %; аварийные завершения работы приложений в связи с ошибкой операционной системы «Windows» - 16 %; вызовы о неработоспособности системы в связи с параллельной работой других приложений на том же АРМ - 20 %.
Аварийное завершение приложения в связи с внутренней ошибкой системы ГИД «Урал-ВНИИЖТ» - это не санкционированное пользователем прекращение работы программы, связанное с ошибкой, происходящей в теле приложения. Наиболее распространенными ошибками этого класса являются: монопольная занятость базы; ошибка записи в сетевой бокс; ошибка записи в локальную директорию. Так как эти ошибки являются программными, их решением занимаются разработчики системы путем создания обновлений. На данный момент эти проблемы не решены.
Зависание приложения при получении и обработке пакета случается в результате работы с некорректным кадром ДЦ, ДК или макетом АСОУП. Обработка таких пакетов может приводить к критической загрузке процессора ПЭВМ и к зависанию. Ошибка этого вида может появиться как из-за неправильного ввода макета человеком, так и из-за некорректного конвертирования кадра ДЦ или ДК обрабатывающей программой. В качестве меры по решению данной проблемы предложено построить цепочку передачи кадров и макетов так, чтобы они поступали через специальный концентратор, выполняющий роль фильтра от некорректных пакетов. Также необходима более качественная программная проверка макетов на рабочих местах, при их вводе и передаче. Решением этой проблемы должны заниматься разработчики системы.
Наличие проблем, которые отрицательно сказываются на результатах работы и персонале, обусловило актуальность разработки такой технологии эксплуатации системы, которая могла бы обеспечивать бесперебойную автоматическую выдачу графика исполненного движения. На данном этапе искомый эффект предлагается достичь с помощью резервирования. Идея заключается в параллельном развертывании аналогичной системы с собственными головными базами на серверах
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/3
Информационные технологии и безопасность
35
обслуживающего отдела. Такая технология позволит оперативно уходить от сбойных ситуаций за счет перехода на параллельную систему, отлаживать и обновлять комплекс.
Вызовы о невозможности запустить приложение ГИД поступают из-за отсутствия подключения к сетевым ресурсам. Выход из данной сбойной ситуации может осуществляться самим пользователем, посредством ручного подключения. Данные действия займут не более 2 минут (при вызове и ожидании сопровождающего персонала проходит 10-15 минут). Следовательно, существует необходимость повышения уровня знаний пользователей по распознаванию основных сбойных ситуаций и действий по выходу из них. Для этого необходимо более качественно и систематически проводить обучение персонала.
Достаточно распространенными являются аварийные завершения приложений в связи с ошибками, возникающими в операционных системах «Windows» при работе с рассматриваемым приложением. Ликвидация таких ошибок должна осуществляться разработчиками комплекса на уровне программирования. В качестве стабилизирующих мер предлагается на полигоне ДЦУ использовать операционную систему одного поколения и версии, наиболее устойчивую в работе и рекомендованную разработчиками системы. На данный момент таковой является операционная система «Microsoft Windows NT».
Большая часть вызовов связана с неработоспособностью приложения вследствие параллельной работы на этой же ПЭВМ другого программного обеспечения, в результате чего возникает максимальная загрузка процессора ПЭВМ или локальной сети. Примером несовместимости может служить одновременная работа на АРМ системы ГИД «Урал-ВНИИЖТ» и системы диспетчерского контроля АПК ДК [1]. На одной ПЭВМ функционирование этих программных продуктов может проходить лишь поочередно. Целесообразно разнесение конфликтующих задач на разные ПЭВМ. Реализация рассмотренных выше мер может обеспечить сокращение вызовов и сбойных ситуаций с 29% до 11%.
Группа причин, отражающая недовольство пользователей выходной информацией, играет очень важную роль в связи с тем, что выходная информация системы является основой автоматизации работы персонала и имеет решающее значение для повышения производительности труда: электронный график исполненного движения, реальная информация о поездах на участке, поездное положение, прогнозирование пропуска поездов [2], [4]. Эти возможности реализуются при автоматической увязке информации АСОУП, СЖАТ, базы предупреждений и данных, вводимых пользователями на рабочих местах.
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/3
Информационные технологии и безопасность
В информационном обеспечении программного комплекса системы задействован персонал служб Ш, НИС, ИВЦ, П, Э. Сбойная ситуация в одном из их подразделений может привести к потере актуальности ГИД. Поэтому очень важно надежное функционирование технологий работы причастных служб, схем передачи и обработки информации.
Проблемные ситуации этого вида объединены в пять подгрупп, распределившихся следующим образом: некачественное
автоматизированное ведение ниток следования поездов - 47 %; задержка отображения выходной информации - 18 %; несовпадение выходной информации системы с реальной ситуацией - 19%; прочие, не часто повторяющиеся ситуации - 16%.
В понятие некачественного автоматизированного ведения ниток поездов включаются: разрывы ниток при автосклейке; неправильная автосклейка; потеря части нитки; неправильное отображение ниток на сетке ГИД [2]. При существующей технологии переработки информации проблемы некорректного ведения ниток могут заключаться в процессе съема, передачи и обработки кадров от приборов ДЦ и ДК в систему ГИД через конвертирующее приложение, посредством которого вся информация о состоянии объектов СЖАТ преобразуется в вид, понятный для ведущей машины ГИД. В большинстве случаев «виновниками» некорректного отображения ниток являются объекты СЖАТ; малейшая остановка их работы в результате сбойной ситуации или плановых работ приводит к разрывам, потерям, неправильной склейке ниток на графике.
На полигоне Октябрьской железной дороги используются несколько различных систем ДЦ и ДК, в каждой из которых свои специфические ошибки. Это усложняет их поиск и ликвидацию.
Описываемые проблемы могут быть вызваны перебоями в локальных вычислительных сетях (ЛВС), вследствие чего кадры и макеты не достигают головной базы данных.
Проблемы склейки ниток могут быть связаны и с некорректным вводом макетов с рабочих мест, и с неверной информацией из АСОУП.
Главной задачей разработчиков системы ГИД «Урал-ВНИИЖТ» должно стать усовершенствование алгоритма автосклейки ниток ГИД таким образом, чтобы информация от СЖАТ и АСОУП дополняла друг друга при сбойных ситуациях и позволяла иметь на выходе полноценные графики исполненного движения [2].
В ходе исследования выявлены и не часто повторяющиеся ситуации, причинно-следственные модели которых не ясны. В таких случаях, возможно, сказываются недостатки алгоритма ведения ГИД. Реализация мер по усовершенствованию алгоритма ведения графика и технологии
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/3
Информационные технологии и безопасность
37
информационного взаимодействия причастных подразделений может дать сокращение вызовов и сбойных ситуаций с 17% до 9 %.
Обращения пользователей о настройке приложения на АРМ расположились на втором месте по их количеству. Следовательно, сокращение подобных ситуаций достаточно актуально, так как АРМ является основой автоматизации труда оперативного персонала; от правильной и удобной настройки приложения непосредственно зависят результаты работы и психофизиологическое состояние диспетчеров [6].
В процессе анализа данные об обращениях диспетчеров разбиты на два вида. Первый вид - настройки АРМ, связанные с личностным восприятием работающих. Такие настройки способствуют более удобному восприятию информации конкретным пользователем. В связи со сменностью работы большинства оперативного персонала ДЦУ эти настройки приходится осуществлять периодически. Данный вид обращений составил 82 %.
Настройки приложения в обязательном порядке должны осуществляться непосредственно самим персоналом, работающим на АРМ. Это позволит выводить графики движения поездов в наиболее удобном для их восприятия виде.
В настоящий момент у многих пользователей АРМ возникают трудности с этими действиями из-за недостаточного знания основных возможностей отображения системой выходной информации. Необходимо принятие мер по повышению уровня знаний персонала [4].
Второй вид - настройки АРМ, связанные с технологией их функционирования. Производятся однократно, согласно использующейся технологии. Этот вид обращений составил 18 %. Данные настройки должны осуществлять квалифицированные технологи отдела сопровождения при внедрении АРМ на определенном полигоне.
За счет повышения уровня знаний персонала, необходимого при существующих технологиях, возможно сокращение подобных ситуаций с 22 % до 9 %.
Прочие неисправности, не включенные в предшествующие группы, целесообразно объединить в две подгруппы: первая - разовые (редко наступающие) ситуации, возникающие в процессе внедрения и эксплуатации системы - 59 %; вторая - ситуации, напрямую связанные с невнимательностью, большой загруженностью или недостаточным знанием оперативным персоналом основ работы с ПЭВМ, - 41 %. Проведя необходимое обучение, можно сократить подобные ситуации с 16% до 10 %.
Заключение
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/3
Информационные технологии и безопасность
Систематизация и анализ результатов исследования (рис. 1) позволяют сделать вывод, что большая часть имеющихся проблем, связанных с надёжностью и эффективностью работы АРМ оперативного персонала ДЦУ, является решаемой.
При реализации предложенных мер возможно сокращение количества сбойных ситуаций в два-три раза (рис. 2), что позволит не только повысить надежность и стабильность работы АРМ системы, но и снизить нагрузку и уменьшить штат сопровождающего персонала.
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/3
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС 2008/3
16%
16%
22%
17%,
I Неработоспособность комплекса технических средств I Сбойные ситуации приложения ГИД "Урал-ВНИИЖТ"
□ Недовольство пользователей выходной информацией системы на рабочих местах
□ Просьбы пользователей настроить приложение на рабочем месте
И Прочие неисправности и недовольства пользователей по работе системы
Распределение неисправностей среди комплекса технических средств 15%
28%
57%
И Неисправность манипуляторов ввода и управления (клавиатура, манипулятор «мышь»)
Я Неисправность блока ПВМ
□ Неисправность дисплеев
Распределение сбойных ситуаций приложения 20% 26%
16%
17%
21%
а Аварийные завершения приложений в связи с внутренней ошибкой ГИД «Урал-ВНИИЖТ»
В Зависания приложений
□ Вызовы о невозможности запустить приложение в связи с отсутствием подключения сетевых ресурсов
□ Аварийные завершения приложений в связи с ошибкой операционной системы «Windows»
а Неработоспособность системы в связи с параллельной работой других приложений на этом же рабочем месте
Распределение сбойных ситуаций связанных с выходной информацией системы 16%
19%
47%
18%
@ Некачественное автоматизированное ведение ниток поездов В Задержка отображения выходной информации
□ Не совпадение выходной информации системы с реальной ситуацией
□ Прочие единичные ситуации
Распределение вызовов связанных с настройкой приложения на рабочем месте
18%
ШИ
82%
Ш Настройки АРМ связанные с личностным восприятием конкретного пользователя
В Настройки АРМ связанные с технологией функционирования
Распределение прочих сбойных ситуаций не попадающих в предшествующие группы
41%
ш •'
59%
3 Разовые (редко наступающие) ситуации возникающие в процессе внедрения и эксплуатации системы.
1 Связанные с невнимательностью, загруженностью или незнанием основ работы с ПЭВМ оперативного персонала.__________________________________________
Рис. 1. Систематизация результатов исследования системы ГИД «Урал-ВНИИЖТ»
из
>0
Информационные технологии и безопасность
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС 2008/3
Неработоспособность Сбойные ситуации комплекса приложения
технических средств
Недовольство Просьбы Прочие сбойные
выходной пользователей ситуации
информацией настроить приложение системы
Рис. 2. Сокращение количества сбойных ситуаций системы ГИД «Урал-ВНИИЖТ»
ВЕкформационные технологии и безопасность
41
Информационные технологии и безопасность Библиографический список
1. Концентрация и централизация оперативного управления движением поездов / В. В. Сапожников, Д. В. Гавзов, А. Б. Никитин. - М. : Транспорт, 2002. - 102 с.
2. Типовые требования к регистрации, отображению, прогнозированию, учету и анализу движения поездов в автоматизированных системах диспетчерского контроля и управления (ДК и ДЦ) на диспетчерских участках и в железнодорожных узлах : руководящий документ / Г. М. Грошев, В. В. Ипатов, А. С. Башилов; науч. рук. Г. М. Грошев / Утв. МПС РФ 25.06.99. - СПб. : Техинформ. - 1999. - 78 с.
3. Организация, технология и информационное обеспечение автоматизированного оперативного управления перевозками на железной дороге. Ч. 1. Организация и технология автоматизированной деятельности оперативного персонала дорожного диспетчерского центра управления перевозками : учеб. пособие / В. И. Бадах, Г.М. Грошев, В. И. Ковалёв и др.; под общей редакцией д-ра техн. наук В. И. Ковалёва, д-ра техн. наук А. Т. Осьминина, канд. техн. наук Г. М. Грошева.- СПб. : ПГУПС, 2005. - 99 с.
4. Типовые требования к единым диспетчерским центрам управления (ЕДЦУ) перевозками" / В. В. Ипатов, Г. М. Грошев, М. Т. Иванов и др.; науч. рук. Г. М. Грошев / Утв. МПС РФ 25.06.99. - М. : ВНИИАС МПС РФ, - 1999. - 124 с. + 182 с. (прил.).
5. ГИД "Урал-ВНИИЖТ". Автоматизированная система оперативного управления эксплуатационной работой Х. Ш. Зябиров, Г. А. Кузнецов и др // Железнодорожный транспорт. - 2003. - № 4. - С. 36-44.
6. Комплексная эргономическая оценка и проектирование автоматизированной деятельности персонала : учеб. пособие / Г. М. Грошев, И. Ю. Романова, Я. В. Кукушкина и др.; ред. Г. М. Грошев. - СПб. : ПГУПС. - 2005. - 52 с.
УДК 681.5 (075.8)
В. Г. Дегтярёв, В. А. Ходаковский
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАЗВИТИЯ ДЕФЕКТОВ В РЕЛЬСОВОМ ПУТИ
Рассматривается метод математического моделирования процессов развития дефектов железнодорожного пути, основанный на цепях Маркова с дискретными состояниями и непрерывным временем, а также на решении дифференциальных уравнений Колмогорова и дополненный вторым, но уже дискретным параметром, который определяет положение участка пути. Предложенный метод реализован в среде MathCAD-2000; приведены пример и результаты моделирования.
Введение
При решении задачи оценивания эффективности использования средств неразрушающего контроля железнодорожного пути возникает необходимость построения математических моделей развития дефектов и
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2008/3
