Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Методы и технологии построения специализированного информационного обеспечения систем железнодорожной автоматики

Диссертация: Методы и технологии построения специализированного информационного обеспечения систем железнодорожной автоматики
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Работа с ТД в железнодорожной отрасли включает в себя ее проектирование и ведение. Обе взаимосвязанные между собой задачи решаются сегодня во многом по старой «бумажной» технологии, не использующей достижения компьютерной техники. Но ситуация постепенно меняется и в настоящее время оснащение компьютерной техникой железнодорожной отрасли позволило приступить к решению проблемы перехода… Читать ещё >

Содержание

Раздел 1. Эксплуатационное обоснование разработки автоматизированных систем ведения технической документации на устройства автоматики и телемеханики. Анализ и разработка принципов построения интегрированной системы автоматизации проектирования и ведения технической документации.

1.1 Классификация видов технической документации.

Хранение технической документации.

1.1.1 Классификация видов технической документации.

1.1.2 Хранение технической документации.

1.2 Оценка объемов технической документации.

1.2.1 Оценка объемов ТД в пределах исследуемой 13 дистанции.

1.2.2 Оценка объемов ТД в пределах сети ж.д. России.

1.2.3 Связь объемов ТД с тех. оснащенностью.

1.3 Разработка списка элементарных технологических операций с технической документацией и оценка трудозатрат на их выполнение.

1.4 Интегрированная система автоматизации проектирования и ведения технической документации (ИС-ПВТД).

1.4.1 Актуальность проблемы создания ИС-ПВТД.

1.4.2 Разработка концепции построения ИС-ПВТД.

1.4.3 Синтез модульной структуры ИС-ПВТД.

Определение списка задач и функций.

1.5 Выводы по разделу. Постановка задач диссертации.

Раздел 2. Перенос технической документации на электронные носители.

2.1 Анализ методов переноса технической документации на электронные носители.

2.2 Основные задачи и понятия машинного распознавания ' образов.

2.3 Распознавание символов.

2.4 Особенности распознавания текстографической информации для АРМов по работе с ТД на устройства СЦБ.

2.5 Общий алгоритм распознавания схем.

2.5.1 Сканирование документа.

2.5.2 Преобразование цветовой схемы сканированного изображения.

2.5.3 Преобразования всего изображения.

2.5.4 Предварительная фильтрация преобразованного изображения с целью удаления «пятен» и других объектов, не содержащих информации.

2.5.5 Сегментация (вычленение) отдельных элементов с целью упрощения задачи распознавания.

2.5.6 Избирательная фильтрация.

2.5.7 Распознавание (обучение распознаванию) графических изображений (элементов), символьных элементов (букв, цифр, знаков) и их сочетаний.

2.5.8 Распознавание надписей.

2.5.9 Установление взаимосвязей. Заключительный этап.

2.6 Выводы по разделу.

Раздел 3. Методы и алгоритмы распознавания текстографической информации.

3.1 Применение адаптивного распознавания к переносу на 71 машинные носители технической документации устройств СЦБ.

3.1.1 Исходные данные.

3.1.2 Модель адаптивного распознавания.

3.1.3 Выбор объема обучающей выборки для схем СЦБ.

3.1.4 Схема работы адаптивного распознавания.

3.2 Распознавание тексто-графической информации с использованием векторного представления.

3.2.1 Векторное описание объектов.

3.2.2 Краевой метод отслеживания и построения скелета.

3.2.3 Алгоритм оптимизации скелета.

3.3 Использование корреляционного метода распознавания объектов по заданным эталонам.

3.3.1 Построение вектора изображения буквы.

3.3.2 Вычисление автокорреляционной функции вектора изображения буквы. Ковариационная функция векторов разных изображений.

3.4 Вероятностные методы распознавания.

3.4.1 Критерий Байеса.

3.4.2 Априорная частота знаков алфавита для схем СЦБ.

3.5 Выводы по разделу.

Раздел 4. Разработка технологий и определение средств автоматизированного ведения технической документации.

4.1 Сверка документации.

4.2 Компьютерная технология внесения изменений и утверждения ТД.

4.3 Электронная подпись.

4.4 Определение списка типовых рабочих мест.

4.5 Разработка структуры технических средств для решения задачи компьютерного ведения технической документации.

4.6 Выводы по разделу.

Раздел 5. Технико-экономическое обоснование эффективности предложенных разработок.

5.1 Обоснование и выбор показателей эффективности распознавания текстографической информации.

5.2 Методика расчета эффективности применения АРМов насетиж.д.

5.3 Оценка экономической эффективности АРМ ВТД.

5.4 Выводы по разделу.

Методы и технологии построения специализированного информационного обеспечения систем железнодорожной автоматики (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В процессе совершенствования транспортных систем ведущую роль играет создание и внедрение автоматизированных технологических комплексов управления движением поездов. Важнейшим средством повышения эффективности работы железнодорожного транспорта является применение автоматизированных систем управления технологическими процессами движения поездов (АСУ-ДП) [1−7].

Эффективность функционирования АСУ-ДП напрямую зависит от полноты и оперативности обновления ее информационного обеспечения (ИО)[8], состоящего из общего ИО, содержащего информацию о параметрах технологических объектов управления (ТОУ), и специализированного информационного обеспечения (СИО). Под СИО понимается информация о состоянии самой системы (о ее структуре, элементах, параметрах, организации технологических процессов), необходимая для организации процессов функционирования, технического обслуживания, мониторинга, диагностики и т. д.

Стремительное развитие информационных технологий и средств вычислительной техники, все увеличивающийся уровень оснащения подразделений дорог и развитие дорожной сети передачи данных, предоставляет широкие возможности по внедрению АСУ-ДП, основанных на применении микропроцессорных и компьютерных средств. Созданию таких АСУ-ДП посвящено достаточно много работ, однако из-за большого количества задач, стоящих перед разработчиками, данная проблема находится в стадии решения. Основой для формирования СИО АСУ-ДП является информация, хранимая в технической документации (ТД) на устройства железнодорожной автоматики и телемеханики (ЖАТ), а так же технологии ее создания и ведения. На сегодняшний день ТД на устройства автоматики преимущественно содержится в бумажном виде и составляет внемашинную информационную базу АСУ[8]. Это обуславливает приоритетность задачи перевода данных в электронный вид для их представления во внутримашинной информационной базе, что позволит создать динамическую модель эксплуатируемых устройств и автоматизировать многие технологические процессы. Перенос ТД в электронный вид осложняется большим объем данных и отсутствием эффективных средств по ее переносу. Важнейшей проблемой так же является отсутствие установленного отраслевого формата хранения данных в электронном виде, что на практике, при объединении результатов работы разных организаций, чаще всего приводит к невозможности обработки данных из-за несовместимости форматов хранения.

Работа с ТД в железнодорожной отрасли включает в себя ее проектирование и ведение. Обе взаимосвязанные между собой задачи решаются сегодня во многом по старой «бумажной» технологии, не использующей достижения компьютерной техники. Но ситуация постепенно меняется и в настоящее время оснащение компьютерной техникой железнодорожной отрасли позволило приступить к решению проблемы перехода на компьютерные технологии проектирования и ведения ТД. Компьютерные технологии предоставляют качественно иные возможности по облегчению труда с помощью использования различных автоматизированных рабочих мест и систем автоматизированного проектирования. Важнейшим средством создания внутримашинных (электронных) баз технической документации АСУ-ДП являются автоматизированные рабочие места для ведения ТД (АРМ-ВТД).

Важность задачи перехода на электронную форму документооборота подчеркивается существованием Федеральной целевой программы «Электронная Россия» [9]. Актуальность проблемы автоматизации документооборота в хозяйстве сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ) не вызывает сомнений. Решение этой проблемы является одной из важнейших задач Программы технического и технологического перевооружения хозяйства СЦБ, разрабатываемой в соответствии с Указанием М-1379У[10].

Таким образом, перед отраслью поставлена актуальная задача создания единой системы по работе с технической документацией, обладающей развитыми возможностями автоматизированного проектирования, единым информационным пространством, использующей утвержденные технологии и стандарты, работа которой будет основана на использовании достижений компьютерных технологий.

1. ЭКСПЛУАТАЦИОННОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ВЕДЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ НА УСТРОЙСТВА АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ. АНАЛИЗ И РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ВЕДЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ.

2.6 Выводы по разделу.

Приведенный материал по выбору показателей эффективности и системы распознавания позволяет классифицировать задачу распознавания принципиальных и монтажных схем как относящуюся к задачам с первым типом показателей эффективности. При этом для объектов схем показателем эффективности должна служить вероятность распознавания объектов в целом.

В разделе приводится расчет экономического эффекта от внедрения АРМ-ВТД по предложенной методике. Полученное в ходе расчетов сокращение эксплуатационных расходов по сети ж.д. России, при внедрении АРМ-ВТД составило 49,43 млн руб. в год. Капитальные вложения по сети дорог, с учетом коэффициента использования техники 70%, составили: 161, 38 млн руб. Экономический эффект: 25, 22 млн. руб в год по сети ж.д. России.

Важно подчеркнуть, что экономический эффект от внедрения АРМ-ВТД, призванного решать эксплуатационные задачи, складывается не только из сокращения эксплуатационных затрат, но и из некоторой доли экономического эффекта других АРМ, существование которых было бы невозможно без его внедрения (данная составляющая оценке не подвергалась).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Проведенные в диссертации исследования позволяют сделать следующие основные выводы:

1. Электронная система ведения ТД является основой формирования СИО и обеспечивает эффективное функционирование АСУ-ДП. Только на ее основе может быть построена компьютерная модель действующих устройств, которая позволит автоматизировать многие технологические процессы управления движением поездов.

2. Разработанная методика оценки объемов ТД позволяет прогнозировать объемы внутримашинной информационной базы АСУ-ДП для решения технологических задач и формировать требования к техническим средствам ее поддержки.

3. Наличие ПБТД создает предпосылки и необходимые условия для применения современных технологий в области разработки, производства, строительства и эксплуатации систем ЖАТ. Большой объем внемашинной информационной базы требует организации помощи дистанциям по переносу ТД на электронные носители. Анализ показал, что использование методов распознавания позволяет сократить время по переносу принципиальных схем до 2х и монтажных — до Зх раз.

4. Предложенный в работе «Общий алгоритм распознавания ТД» позволяет построить систему распознавания учитывающую особенности схем ЖАТ. Мажоритарный принцип принятия решения, используемый алгоритмом, дает возможность использовать достоинства различных методов. Разработанный «Краевой метод отслеживания и построения скелета», по сравнению с известным «Волновым» методом, позволяет получить аналогичную векторную характеристику растрового изображения с меньшим количеством вычислений при использовании других принципов построения, что важно для Общего алгоритма распознавания. Использование предложенной характеристики «вектор изображения объекта», в том числе и в качестве материала для корреляционного метода распознавания, позволяет решить задачу распознавания символов, выполненных чертежным шрифтом, в 70% случаев.

5. Предложенная концепция построения ИС-ПВТД позволила определить приоритетность решения задач по созданию системы и обеспечивает минимум затрат отрасли на создание и сопровождение ТД, с учетом оптимальной организации усилий разработчиков. Внедрение ИС-ПВТД позволит осуществлять безбумажный документооборот ТД между базами проектных организаций и ПБТД дистанций.

6. Созданный, в ходе выполнения работы, и внедренный на большинстве дорог России, АРМ-ВТД позволяет осуществлять основные операции по содержанию ТД с улучшением технологических показателей. Результатом его внедрения является повышение безопасности эксплуатации систем СЖАТ за счет улучшения качества ТД.

7. Применение разработанных технологий сверки, утверждения и внесения изменений позволят осуществлять полный комплекс работ по ведению ТД с использованием компьютерных технологий. Рассчитанный экономический эффект комплексного внедрения АРМ-ВТД с их использованием составляет 25 млн руб. в год по сети ж.д. России.

8. Важной задачей, еще ожидающей своего решения, является разработка и принятие отраслевого формата хранения ТД. Он должен строится на принципах универсальности и предусматривать наличие подробного описания, что позволит вовлечь в его использование широкий круг разработчиков и упростит интеграцию АРМ по всей отрасли.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.М., Вершин В. Е. Автоматизированные системы управления технологическими процессами // Ленинград: ПОЛИТЕХНИКА, 1991. 269 С.
  2. Р.П., Гордеев Т. Ф. Вопросы информационного обеспечения систем оперативного управления перевозками на ж.д. транспорте // сб. Автоматизированные системы управления на транспорте, Киев 1981 -СЗ-10.
  3. Л.П. и др., Автоматизированные системы управления перевозочными процессами на железных дорогах // М.:Транспорт, 1991.-208С.
  4. В.В. Теоретические основы автоматизированного управления // Минск: Вышэйшая школа, 1991 — 252С.
  5. A.A., Кульба В. В., Мамиконов А. Г. Проектирование автоматизированных систем управления // Алма-Ата МЕКТЕП, 1983. -310С.
  6. Структура автоматизированной системы управления железнодорожным транспортом, под ред. Грунтова // Гомель БИИЖТ, 1986. 179С.
  7. Э.В. Проектирование автоматизированных систем управления ТП // М.: Радио и связь, 1987. -272С.
  8. ГОСТ 34.003.90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Термины и определения.
  9. Программа технического и технологического перевооружения хозяйства СЦБ на 2002−2005гг. утверждена Постановлением № 20 расширенной коллегии МПС России от 25−26.02.2001г.
  10. Указание МПС России от 5 авг. № М-1379у.
  11. ЦШ/617. Инструкция по содержанию технической документации на устройства сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ). от 8 декабря 1998 г. //М:ТРАНСИЗДАТ-1999г.
  12. ЦШ/1. Инструкция по содержанию технической документации на устройства проводной связи, радио связи и пассажирской автоматики, от 1989 г. // М: Транспорт — 1999 г. f
  13. Технологии и решения для Электронной России. Специальный выпуск eRussia ФОРУМ. IBusiness № 12 2001.
  14. М.Н. и др. Ресурсосберегающая компьютерная технология автоматизации проектирования и ведения технической документации службы сигнализации и связи. // Научно-практическая конференция. — М.: МИИТ, 1998 г. 125 С.
  15. В.В., Василенко М. Н. и др. Принципы построения комплексной системы автоматизации проектирования железнодорожной автоматики и телемеханики. // AT и С № 10, 1990 г. С. 8−11.
  16. М.Н. и др. Автоматизированные рабочие места по организации процессов технического обслуживания // AT и С № 4,1992 г. С. 11−13.
  17. В.В., Юсупов H.H., Нечуева З. П. Принципы создания программно-технического комплекса для АСУ железнодорожного транспорта // AT № 4 2000г.
  18. A.B. Создание современной информационной среды железнодорожного транспорта // AT № 12 2002 С. 2−5.
  19. В.Н. Организация технического и технологического перевооружения хозяйства СЦБ // AT № 5 2002 С. 8−11.
  20. В.В. Системное проектирование информационной ^ системы нового поколения // AT 1999 № 4 С. 13−16- № 5 С. 15−17.
  21. A.JI. От АСШ первой очереди к АСУ-Ш второго поколения // AT № 9 2000г С. 8−12.
  22. А. Л., Задорожный В. В. Комплексная автоматизированная система связи и вычислительной техники для железных дорог России // AT № 7 1998г. С. 8−12.
  23. Г. Н. Отраслевой фонд алгоритмов и программ // AT № 4 2000г. С. 21−22.
  24. Техническое задание Комплексной автоматизированной системы управления хозяйством сигнализации, централизации и блокировки второго поколения (АСУ-Ш-2) (589.1 095 505.П9806.П5, ГТСС 2000).
  25. М.Н. и др. Анализ систем железнодорожной автоматики на основе машинного моделирования // AT и С № 1, 1989 г. С. 15−17.
  26. М.Н. и др. Анализ работоспособности систем автоматики средствами вычислительной техники // AT и С № 8, 1987 г. С. 17−19.
  27. В.В., Василенко М. Н. и др. Экспертные системы железнодорожной автоматики и телемеханики // AT и С № 6, 1992 г. с. 32−34.
  28. М.Н. Теория и методы анализа функционирования автоматизированных технологических комплексов на ж.д. транспорте // докторская диссертация СПб. ПИИТ 1992. — 332.
  29. C.B., Мирахмедов Д. А. Моделирование и оптимизация в АСУ-ТП // Ташкент: МЕХНАТ, 1987. 200С.
  30. В.Г., Салихов C.B., Дегтярев Д. П., Погребняк А. Б. Технология внесения изменений в техническую документацию // AT и С № 12 декабрь 2001 г.- с.14−19.
  31. В.Г., Кожевников A.B., Салихов C.B., Погребняк А. Б. Формат хранения и структура данных АРМ ВТД (ПТД) // АИ и С № 3 2002 С. 16−19.
  32. М.Н. и др. Автоматизированное рабочее место проектировщика систем автоматической блокировки // AT и С № 4, 1987 г. С. 5−9.
  33. Расширяемый язык разметки (XML) 1.0 (вторая редакция). Рекомендация W3C от 6 октября 2000 года.
  34. Scalable Vector Graphics (SVG) 1.0 Specification. W3C Candidate Recommendation 02 November 2000.
  35. М.Н. и др. Обзор современных систем автоматизации проектирования // АСИ № 7, 2001 г. С. 17 19.
  36. М.Н. и др. АРМ по ведению технической документации железнодорожной автоматики. // AT и С № 11, 1996 г. С. 12—14.
  37. М. Н. Трохов В.Г. Марфин М. И. АРМ по ведению технической документации // АСИ № 4, 1999 г. С. 32 34.
  38. М.Н. и др. Автоматизированное рабочее место проектировщика систем автоматической блокировки. // AT и С № 4,1987 г. С.5−9.
  39. Василенко и др. Концепция построения единой автоматизированной системы документооборота на устройства СЦБ // АСИ № 9,2002 С 2−5.
  40. Д.П., Рубинштейн Н. И., Трясов М. С. Автоматизация проектирования напольного оборудования // AT и С № 2 2003. С.6−8.
  41. Я.З. Основы теории обучающихся систем. М.: Наука, 1970.
  42. В.И. Распознающие системы // справочник 2е изд. перераб. Киев: Наук. думка, 1983.
  43. А. А., Скрипкин В. А. Методы распознавания // М: Высшая школа, 1984.
  44. Т. Алгоритмы машинной графика и обработки изображений // М: Радио и связь, 1986
  45. A.A. Алгоритмы автоматической классификации // Автоматика и телемеханика 1971 № 12 С.78−82.
  46. Р., Харт П. Распознавание образов и анализ сцен // М.: Мир, -1976.-511С.
  47. Нейронные сети. STATISTICA Neural Networks // пер. с англ. -М: Горячая линия Телеком. 2000. — 182 С.
  48. С. Лисин Системы оптического распознавания текста // КОМПЬЮТЕР-ИНФОРМ № 16'2002.
  49. И.А. Техническая диагностика // М.: Машиностроение, 1978.-239 С.
  50. А.Л., Скрипкин В. А. Некоторые вопросы построения систем распознавания // М.: Сов. радио, 1974. -224 С.
  51. В.Н., Червоненкис, А .Я. Теория распознавания образов ф (статистические проблемы обучения) // М.: Наука, 1974. 415 С.
  52. М.А., Француз А. Г. Распознавание образов на конечном множестве описаний // Проблемы бионики. 1970. вып. 4. — С. 7074.
  53. Ян Д.Е., Анисимович К. В., Шамис А. Л. Новая технология распознавания символов. Теория, практическая реализация, перспективы // М.: Препринт, 1995.
  54. Проблемы человеко-машинного интерфейса. Ввод рукописных символов. П. П. Кольцов., A.A. Кравченко // сборник «Компьютеры и автоматизация инженерного труда» М.: Наука, 1990. С 109.
  55. Е.П., Шургин И. В. К вопросу моделирования механизмов нормализации зрительных образов // Проблемы бионики. 1971. вып. 5.-С. 102−114.
  56. Я.А., Кревецкий A.B. и др. Контурный Анализ // научное издание М: ФИЗМАЛИТ, 2002 592С.
  57. Ю.А. Теория вероятностей, случайные процессы и математическая статистика // М.: Наука, 1989.
  58. Сборник Классификация и кластер // М.: Мир, 1980.
  59. Ю.И. Алгоритмы вычисления оценок и их применение Ташкент: Фан, 1974 120С.fo 63. Шикин Е. В., Боресков A.B. Компьютерная графика//М.: Мир, 1995.
  60. Е.А., Островский В. И., Фадеев И. Л. Обработка изображений на ЭВМ // М.: Радио и связь, 1987 — 236С.
  61. Л.М. Непрерывный скелет бинарного изображения. // доклад на конференции Графикон-99.
  62. А.Л., Скрипкин В. А. Построение систем распознавания // М.: Сов. радио, 1974. -224 С. Щ
  63. В.Н., Червоненкис, А .Я. Теория распознавания образов (статистические проблемы обучения) //М.: Наука, 1974. 415 С.
  64. А. М., Яглом И. М., Вероятость и информация изд. Зе перераб. и доп. // М.: Наука, 1973. 511С.
  65. Baudouin С., Elements de cryptographie / Ed. Pedone A. Paris, 1939.
  66. А.П. Основы криптографии. M: Гелиос APB 2001−479C.
  67. Федеральный закон от Юянв. 2002 г № 1 ФЗ. «Об электронной цифровой подписи».
  68. ГОСТ Р 34.10−94. «Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процедуры выработки и проверки электронной цифровой подписи на базе асимметричного криптографического алгоритма».
  69. А.В., Борисенко Л. И. Методика оценки эффективности внедрения автоматизированных рабочих мест // МПС. СПб., 1995 -27С.
  70. М.А. Автоматизированные рабочие места на основе персональных ЭВМ. //Москва 1996 -С. 156.
  71. И. А. Ремизов К.С., Справочник экономиста по труду. Методика экономических расчетов по кадрам, труду и заработанной плате на промышленных предприятиях. 6 изд. переработанное и дополненное // М.:Экономика, 1988 -239С.
Заполнить форму текущей работой

На отлично!