Информационные технологии на транспорте. 3 страница

- их компактность;

- работа на расстоянии и при движении метки.

Эта технология применяется для считывания данных с товаров и грузов, с движущихся транспортных средств. Оборудование ж/д вагонов RFID метками позволит полностью ликвидировать ручной ввод номеров вагонов в ИС. Это, в свою очередь, производить учёт всех маневровых операций с вагонами и позволит повысить оперативность работы ИС.

В настоящий момент отдельные ж/д предприятия используют эту технологию для отслеживания собственных вагонов.

GPS – система глобального позиционирования.

Принцип действия: система GPS – совокупность множества навигационных спутников, передающих на землю сигналы о своём положении. Приёмники этих сигналов, расположенные на Земле, используя математические методы по данным от нескольких спутников, рассчитывают географические координаты приёмника сигнала. Система GPS оперативно отслеживает изменения координат приёмника, запоминает и контролирует маршрут движения транспортных средств, определяет их скорость

Достоинства:

1) возможность использования в любой географической точке;

2) относительно низкая стоимость GPS – сигнала.

Недостатки:

1) влияние разнообразных помех на качество и надёжность сигнала. Помехами могут быть высокие здания, металлоконструкции, горы и т. д. ;

2) необходимость организации дополнительной связи приёмника GPS – сигнала с ИС, для этих целей на практике используют либо сотовую связь, либо специализированные радиомодемы;

3) большая, чем у RFID меток стоимость. RFID метка стоит от 20 - 40 рублей до 2000 - 3000 рублей, стоимость GPS – приёмника начинается с 5000 - 6000 рублей.

Например: система GPS навигации получили в настоящее время в автотранспортных предприятиях, на ж/д транспорте она не получила распространения из - за помех.

Российский аналог системы GPS – система ГЛОНАСС – глобальная навигационная система. С учётом интенсивной поддержки со стороны правительства возможно начало эксплуатации этой системы с 2008 года (сложное программное обеспечение).

Устройства регистрации химического состава. Датчики химического состава ограниченно применяются для контроля химического состава перевозимых грузов. Поскольку применяются для опасных грузов (категорийных) , то сфера их применения достаточно узкая.

Недостаток датчиков химического состава заключается в необходимости использования дорогостоящего оборудования передачи данных с датчика в ИС.

Вывод: в настоящее время больший объём данных вводится вручную или при помощи сканера (оптических, как правило). Постепенно ускоряется процесс перехода на использование систем регистрации радиосигналов (RFID и GPS).

Устройства передачи данных – комплекс технических устройств, предназначенных для организации связи между компьютерами. Эти устройства классифицируются по дальности связи:

1группа – передача данных максимум до 100 м (в среднем 10 - 50 м) ;

2группа – до нескольких километров (в среднем 500 м, 1 - 2 км) ;

3группа – связь на неограниченном расстоянии.

Устройства 1 группы применяются для организации мобильной связи между компьютерами, а также для создания беспроводных вычислительных сетей в границах одного здания. Выходят из употребления устройства, основанные на передаче инфракрасных сигналов (в телефоне ИК – порт). Такие устройства обладают низкой надёжностью сигнала и низкой скоростью управления (пульт управления).

В настоящее время для беспроводной передачи данных используется, в основном, радиосвязь, различающаяся частотой и т. д. (например, технология Bluetooth – передача отдельных файлов или WI - FI позволяет создавать беспроводные вычислительные сети и обмен данными достаточно надёжный и с большой скоростью).

Системы сотовой связи. Сеть сотовых операторов используется в промышленных ИС для обмена данными между различными подразделениями предприятия, а также для связи приёмников GPS и устройств навигации с ИС.

Устройства 2 группы – образуют устройства организации локальных вычислительных сетей. Передачу сигналов на такое расстояние средней дальности в настоящее время рационально осуществлять с использованием проводных технологий. В качестве канала связи или кабеля используется кабель типа «витая пара». Для управления сигналами локальной сети применяются следующие устройства:

1) сетевой адаптер применяется для подключения компьютера к сетевому кабелю;

2) сервер – мощный компьютер, который управляет работой локальной вычислительной сети, т. е. регулирует права доступа к сети остальных компьютеров (логийный пароль хранится на нём) , кроме того на нём хранится больший объём общей для всей сети информации (БД основные) ;

С – сервер

М – маршрутизатор

Х – хаб

Р – роутер

К – компьютер

Сигналы локальной вычислительной сети разбиты на пакеты, которые имеют адрес получателя и отправителя.

Устройства 3 группы – устройства, образующие в совокупности сеть - интернет. Сеть - интернет образует локальные вычислительные сети, серверы которых соединены мощными или магистральными каналами связи. Технически сеть - интернет представляет собой обычную локальную сеть, элементы которой располагаются на значительном удалении друг от друга.

Интернет обладает следующими достоинствами:

- высокая надёжность передачи данных;

- низкая стоимость, по сравнению с другими видами связи.

Достоинства интернета являются результатом использования особого протокола передачи данных. В соответствии с протоколом весь объём данных разделяется на части или пакеты данных. Каждый пакет помечен уникальным адресом компьютера отправителя и компьютера получателя. Высокая надёжность передачи данных обеспечивается многократным дублированием пакетов данных. В случае потери одного или нескольких пакетов в процессе передачи сохраняется высокая вероятность того, что хотя бы один пакет дойдёт до получателя. Кроме того, множество серверов, соединённых каналами связи, образуют сеть, по которой пакеты могут двигаться разными маршрутами от отправителя до получателя. В случае отключения серверов или каналов связи, сеть продолжает функционировать.

Низкая стоимость передачи данных в сети интернет обеспечивается за счёт разделения каналов связи для передачи пакетов данных, идущих от разных отправителей к разным получателям, т. е. по каналам связи последовательно движутся пакеты данных, принадлежащих разным компьютерам, поэтому стоимость передачи данных делится между отправителями и получателями разных пакетов данных.

В частности, возможности интернет по дешёвой передаче данных используются в технологии Skype для передачи телефонных разговоров.

Технология интернет в настоящее время является основной технологией организации связи между компьютерами локальной сети промышленной ИС. Использование технологии интернет для доступа к БД, расположенных на сервере, называется Intranet (внутренний интернет).

Для связи отдельных компьютеров с серверами сети интернет используют следующие устройства:

1) телефонный модем (обеспечивает низкую скорость и низкую надёжность передачи данных) ;

2) ADSL – модем (обеспечивает быструю и надёжную связь с использованием телефонных линий связи) ;

3) устройства организации локальной вычислительной сети (проводные и беспроводные устройства: см. две предыдущие группы устройств).

В промышленных ИС связь компьютеров с серверами интернет, как правило, обеспечивается проводными устройствами связи.

Устройства накопления и хранения данных (память компьютера).

Устройства хранения делятся на:

- магнитные диски;

- оптические диски;

- оперативная память;

- флеш - память

Достоинства магнитных дисков: большой объём и относительно высокая скорость чтения и записи данных; относительно низкая стоимость хранения данных

Характеристики: 320 Гбайт – 1 Тбайт (терабайт) – объём, скорость вращения диска 5400 - 7200 до 10000 об/мин.

Недостатки: устройство механическое, низкая надёжность и недолговечность диска, низкая мобильность – отсутствие возможности переноса диска.

Оптические диски: компакт - диски, DVD - диски, диски увеличенного объёма.

Достоинства: низкая стоимость, относительно высокая надёжность и долговечность хранения.

Недостаток: малый объём памяти и низкая скорость записи и чтения данных.

Достоинства флеш - памяти: высокая надёжность, мобильность и компактность.

Недостатки: относительно низкая скорость, относительно высокая стоимость.

Оперативная память – быстрая компьютерная память, содержимое которой не сохраняется при выключении питания.

Достоинства: высокая скорость.

Недостатки: высокая стоимость, необходимость постоянного электрического питания.

Сферы применения памяти:

Магнитные диски – для хранения данных, требующих оперативной обработки. В ИС на магнитных дисках хранятся оперативные БД за последние несколько месяцев или за последний год.

Оптические диски – используются для хранения архивных данных, т. е. БД за прошлые годы. На оптических дисках также делается резервная копия данных, в том числе и оперативных данных.

Оперативная память используется для непосредственного хранения данных в процессе их обработки.

Флэш-память используется для хранения и переноса относительно небольших объёмов данных.

Устройства обработки данных.

Процессор и компьютер, как совокупность устройств, обеспечивающих работу процессора.

Процессор – это микросхема, выполняющая операции по обработке данных. Остальные устройства компьютера обеспечивают снабжение процессора данными и получение от процессора результатов вычисления.

Конструктивно компьютер представляет собой «материнскую плату», в которой размещается процессор и порты подключения устройств ввода и вывода данных. При помощи портов на «материнской плате» крепятся или присоединяются : оперативная память, магнитные и оптические диски, плата вывода графических данных (используется для присоединения монитора) , клавиатура, мышь, сетевой адаптер, звуковой адаптер, универсальная шина (USB) и т. д.

Существует несколько типов несовместимых друг с другом компьютеров, которые применяются для решения различных задач в рамках ИС:

1) «обычные персональные компьютеры» (или IBM PC) - составляют большинство компьютеров ИС;

2) компьютеры фирмы «Apple» применяются в основном для выполнения проектных конструкторских работ;

3) «серверы или компьютерные гластеры» представляют собой соединение обычных компьютеров, работающих как один мощный компьютер;

4) «мобильные компьютеры» (ноутбуки и наладонники (карманные компьютеры)) используются для оперативного или мобильного ввода при получении данных.

Устройства отображения информации.

Включают в себя мониторы и принтеры. В промышленных ИС в настоящее время применяют:

1) мониторы на электроннолучевой трубке (ЭЛТ) используются в основном в проектно - конструкторских отделах;

2) жидкокристаллические мониторы, характеризуются хорошей эргономикой, поэтому используются в качестве основных мониторов;

3) плазменные панели, проекционные телевизоры, проекторы обладают экраном большого размера, поэтому используются для вывода изображения высокого разрешения, это имитации пультов управления с большим числом кнопок, индикаторов и т. д.

Эти устройства также путём сочленения используются для отображения особо больших изображений. Например: для отображения пульта табло сложной ж/д сортировочной станции.

Существует 3 типа принтеров:

1) матричный;

2) струйный;

3) лазерный.

Достоинства матричного принтера: низкая стоимость печати. Недостаток: высокий уровень шума, низкая скорость печати. Применяется для печати черновых отчётов, бланков, справок, бухгалтерских документов.

В настоящее время используются широкоформатные матричные высокоскоростные принтеры.

Лазерные принтеры применяются для скоростной высококачественной чёрно - белой печати, а также цветной печати и несложные графики, схемы, изображения.

Струйные используются для высококачественной печати цветных изображений, в том числе и широкоформатных.

3. Программное обеспечение.

Программное обеспечение – совокупность компьютерных программ для обработки данных ИС, а также для управления работой компьютера и всех технических устройств ИС.

Программное обеспечение подразделяется на две группы:

1) системное программное обеспечение – программы, управляющие работой программ;

2) прикладное программное обеспечение – для обработки данных и решения задач.

Системное программное обеспечение включает в себя:

1) операционная система – программа, управляющая работой компьютера. Тип операционной системы определяет состав всех остальных программ, которые будут работать под управлением операционной системы (Windows, Linux, Mac OS, Unix). Операционные системы Windows, Linux, Unix работают на «обычных компьютерах», Mac OS на компьютерах Apple.

Windows – удобна в исполнении, эргономична и легка в освоении, поэтому устанавливается на компьютерах операторов ИС.

Unix – является общим названием целой группы ИС. Её достоинства: высокая скорость, надёжность работы. Применяется для управления работой серверов ИС.

Недостаток: высокая сложность использования и изучения.

Linux – по сравнению с Windows и Unix является бесплатной.

Достоинства: высокая скорость и надёжность.

Недостаток: относительно высокая сложность использования, относительно узкий выбор прикладного программного обеспечения.

2) драйверы устройств – программы, управляющие работой различных технических устройств.

Большинство драйверов стандартных устройств входят в состав операционной системы или являются их частью. Новые или нестандартные технические устройства требуют установки соответствующих драйверов.

3) системные утилиты – программы, осуществляющие диагностику персонального компьютера и устройств, настройку программного обеспечения, а также выполнение стандартных (системных) операций с данными и программами. Сюда входят программное обслуживание компьютера, поиск ошибок в работе и их устранение, программы сжатия данных (архиватор) , антивирусы, Firewall – защита от несанкционированного доступа из сети и т. д.

4) языки программирования, компиляторы, интерпретаторы с языков программирования.

В настоящее время широко используются следующие языки программирования: С++, Visual Basic, Delphi. Они относятся к виду объектно - ориентированных языков программирования, предназначенных для разработки сложных прикладных программ. Программа, написанная с использованием этих языков, представляет собой систему простых объектов, для каждого из которых описывается поведение в различных ситуациях.

Для перевода текста программы, написанной на этих языках, исполняемый компьютером код использует специальные программы – компиляторы.

Для каждого языка программирования существует на рынке множество вариантов (версий) компиляторов различных фирм.

В настоящее время в связи с широким распространением вычислительных сетей получили распространение платформа – независимые языки программирования, т. е. программы, написанные на этих языках, могут работать на компьютерах различных типов и в различных операционных системах.

Java, Net, Perl – на конкретный компьютер передаётся исходный текст программ, преобразование в работающую программу осуществляется непосредственно на компьютере при помощи установленной на нём программы - интерпретатора. Преимуществом таких языков программирования является возможность использования на различных компьютерах с различными операционными системами.

Прикладное программное обеспечение – программы, предназначенные для решения стандартных прикладных задач, а также конкретных задач обработки данных в ИС

Офисное программное обеспечение: офисные программы, программы работы с графикой, чертежами, Mac Office, Compas+ и т. д.

Настольные системы управления базами данных (СУБД) , входящие в состав офисных пакетов. Предназначены для создания персональных БД и ИС малых предприятий

Настраиваемые СУБД: 1С: Предприятия и Галактика. Представляет собой готовые ИС, реализующие стандартные задачи управления, в частности, учёта работы промышленного или торгового предприятия. При помощи настройки (конфигурирования) таких систем осуществляется учёт особенностей работы конкретного предприятия.

Универсальные БД, предназначены для построения эффективной ИС средних и крупных предприятий. Наибольшее распространение получила SQL БД. Системы управления, построенные с использованием подобных БД требуют больших затрат на разработку прикладных программ обработки данных в базе.

Готовые ИС, реализующие функции управления крупным промышленным предприятием или корпоративные ИС. Построены на мощных СУБД (Oracle).

Достоинства: информатизация всех производственных и бизнес - процессов предприятия.

Недостатки: высокая стоимость, сложность реализации, связанная с необходимостью изменения организации работы предприятия.

Вывод: выбор конкретного состава программного обеспечения представляет собой сложную задачу, которая должна решаться на этапе разработки технического проекта. Необходимо контролировать анализ альтернативных вариантов при выборе программного обеспечения.

4. Математическое обеспечение.

Математическое обеспечение – это комплекс математических методов, алгоритмов и программ и их реализации, необходимых для преобразования данных в управленческую информацию. Математические методы включают в себя:

Простейшие арифметические методы анализа данных (сумма, max, ср. ). в большинстве случаев на основании собранных данных производится их разложение по выполненным работам технологического процесса. Показатели этих работ суммируются для отображения итогов. При помощи этих же методов рассчитываются различные показатели технологической работы предприятия за определённый период времени (средний простой вагонов в сутки).

Статистические методы используются для анализа динамики показателей технологического процесса, прогнозирования этих величин, а также для выявления факторов, оказывающих значимое влияние на изменение показателей работы.

Методы оптимизации применяются для выбора и обоснования наилучшего при существующих условиях управленческого решения, кроме того используются расчёты оптимальных планов работы предприятия на основе прогнозных данных.

Методы автоматизированного анализа данных с целью выявления скрытых или неявных закономерностей. Основана на статистических методах поиска зависимостей между различными факторами.

В настоящее время в большинстве ИС используются методы 1) группы, ограниченно статистические методы, и практически не используются методы 3) и 4) группы.

В результате собираемые с большими затратами данные преобразуются в полезную информацию максимально на 10 - 15% (смотри понятие информация). Чем глубже производится обработка собранных данных при помощи вышеуказанных методов, тем меньше времени и усилий тратит руководитель на дальнейшую обработку данных, тем выше качество принимаемых управленческих решений.

В большинстве отечественных ИС математические методы не используются по следующим причинам:

1) недостаточная квалификация руководителей, непонимающих сути и эффективности математических методов;

2) недостаточная квалификация разработчиков ИС в области математических методов и их применения;

3) узкая распространённость и высокая стоимость программных продуктов, реализующих математические методы.

Вывод: руководитель транспортного подразделения предприятия должен контролировать степень использования математических методов и обработки данных, собираемых ИС. В противном случае, ему самостоятельно придётся заниматься более глубокой обработкой предоставляемых ИС данных.

5. Криптографическое обеспечение.

Криптографическое обеспечение – совокупность технических, организационных, математических и программных методов защиты данных от потери, порчи или кражи.

Потеря данных – полное уничтожение данных в БД, возникающая в результате сбоя в работе технического устройства, действия вредоносных программ, аварий или катастроф, а также неквалифицированных действий пользователей (операторов).

Порча – частичная потеря или искажение данных, возникающая по тем же причинам, что и потеря данных.

Кража данных – получение данных злоумышленниками, в результате чего возникают финансовые, организационные или юридические последствия. При краже данных их целостность, как правило, не нарушается, в отличие от потери и порчи. В результате потери и порчи данных возникают затраты, связанные с их восстановлением. В результате кражи величина потерь может быть как нулевой, так и максимально большой, в том числе это может привести к закрытию предприятия.

Методы защиты информации:

1) технические – представляют собой, как правило, механическое и другие виды внешних воздействий на носители данных, а также предотвращают считывание данных различными способами в процессе их обработки. Основные технические средства защиты: стандартные средства защиты от пожаров и от других внешних воздействий.

Устройства, предотвращающие механическую кражу или порчу технических устройств: тросики для ноутбука, сигнализация и т. д. ; в процессе обработки данных на компьютере возникают различные излучения, которые могут быть перехвачены злоумышленниками, например, дистанционное считывание изображения с экрана, считывание электромагнитных излучений процессора и т. д.

2) организационные средства защиты данных являются наиболее эффективными, так как при минимальных затратах, позволяют практически полностью предотвратить потерю, порчу и кражу данных.

Организационные мероприятия:

1. разработка и поддержание порядка создания резервных или архивных копий БД, а также порядка хранения этих копий. Рекомендуют следующий порядок:

а) изготовление резервных копий не реже одного раза в смену;

б) создание не менее двух экземпляров архива;

в) хранение архивных экземпляров в разных местах.

При этом необходимо обеспечивать надёжное хранение архивов.

Технически резервирование данных может выполняться как вручную (на оптические диски), так и автоматически (на магнитные диски резервных серверов или на съёмные магнитные диски). Для автоматического резервирования исполняется специальное программное обеспечение.

2. разработка и эксплуатация порядка, назначения, использования и обновления паролей доступа к БД.

Большой процент краж происходит по причине неверного назначения и хранения паролей доступа. При этом пароль выбирается со слабой защитой (например, 123, год рождения, имя), пароли хранятся открыто (на стикере, например), и не обновляются в течение длительного времени. Необходимо формировать устойчивые к взломам пароли, например, 2NapK9C, хранить их в защищённом месте и вести порядок регулярной смены паролей.

3. производить отбор и контроль работы персонала, связанного с доступом к секретным данным.

Математические или программные (криптографические) средства защиты данных.

Какой бы устойчивый пароль не был выбран и как бы качественно не были зашифрованы данные, при помощи криптографических методов и программ возможно восстановить любой пароль и шифр за определённое время. В случае использования стойкой защиты время на расшифровку становится неприемлемо большим. Поэтому для шифрования особо ценных данных необходимо использовать специальное программное обеспечение.

6. Эргономическое обеспечение.

Эргономическое обеспечение – это совокупность правил, норм и способов обеспечения комфортной и безопасной работы пользователей ИС.

В процессе эксплуатации ИС человек взаимодействует с рядом вредных факторов. При обеспечении комфортной безопасной работы персонала достигается не только сохранение здоровья людей, но и высокая эффективность работы всей ИС.

При соблюдении эргономических требований к оборудованию и помещениям ИС достигается прирост эффективности ИС до 30 - 50%. Это происходит в результате сокращения числа ошибок, допускаемых операторами при работе в комфортных и безопасных условиях.

При эксплуатации ИС возникают следующие вредные факторы:

1) изображение на мониторе: монитор должен соответствовать современным стандартам (ТСО - 03) , монитор должен быть правильно настроен, т. е. выбрано комфортное разрешение экрана и максимальная частота.

2) эргономичность конструкции клавиатуры и мыши. Использование дешёвых неэргономичных манипуляторов (мышей) , как правило, приводит к возникновению заболеваний суставов рук.

3) уровень шума. Современные мощные процессоры требуют интенсивного охлаждения и отвода тепла, для чего используется система вентиляторов (в среднем их в компьютере 4 - 5 штук, но может быть и 10). Производимый ими шум оказывает серьёзное влияние на степень утомляемости оператора. Рекомендуется для снижения уровня шума использовать качественные вентиляторы и корпуса, либо системы жидкостного охлаждения. В любом случае необходимо регулярно производить очистку систем охлаждения от накопившейся пыли.

4) электромагнитное излучение. В процессе работы компьютера и электрических устройств возникают довольно мощные электромагнитные поля, которые негативно влияют на здоровье человека. Для снижения воздействия необходимо соблюдать нормы площади на единицу вычислительной техники (не менее 3 м³ на 1 компьютер).

5) комфортность рабочего места, помещения (комфортность стола, стула, цвет помещения, освещённость и т. д. )

Вывод: в процессе эксплуатации ИС необходимо контролировать соблюдение существующих стандартов, правил безопасной работы и норм, в частности, режим труда и отдыха работников ИС, требования к оборудованию рабочего места и помещения содержатся в СанПиНах (санитарные правила и нормы). Соблюдение этих норм и правил и Гостов фактически позволяет обеспечить безопасную и эффективную работу оператора.

7. Организационное обеспечение.

Организационное обеспечение – совокупность организационных способов обеспечения эффективной работы ИС. Содержание этих способов изучается вдисциплине «Менеджмент».

Организация – вид деятельности по управлению людьми, заключающийся в распределении между исполнителями работ, т. е. обязанностей и прав, в установлении связей или взаимодействий между отдельными исполнителями и подразделениями предприятия, а также в отборе, обучении и контроле работы персонала. В процессе эксплуатации ИС допускаются следующие характерные (организационные) ошибки:

1) запуск ИС в работу без предварительного обучения персонала (в частности, операторов). Отсутствие обучения приводит к большому числу ошибок, несвоевременному вводу данных, расчёту или к полному саботажу работы ИС. В процессе обучения персонала необходимо не только формировать конкретный навык работы с программами, но и объяснять необходимость перехода на использование ИС.

2) игнорирование работ по корректировке существующих и созданию новых должностных инструкций при создании ИС. В должностных инструкциях должны быть прописаны не только изменения в должностных инструкциях каждого работника, связанного с ИС, но и порядок взаимодействия работников предприятия с сотрудниками ИС.

3) неправильная или недостаточная мотивация персонала предприятия на использование ИС. Используя различные методы мотивации, необходимо сформировать у персонала понимание необходимости и эффективности использования ИС.

8. Правовое и документальное обеспечение.

Правовое обеспечение – контроль соблюдения существующих стандартов, норм и правил, законов. В процессе эксплуатации ИС, ввиду её сложности возможно возникновение различных нарушений. ВО избежание этих нарушений рекомендуется либо пользоваться услугами сторонних аудиторов, либо выполнять рекомендации соответствующих служб предприятия, в частности, юристов, службы промбезопасности.

Документальное обеспечение – правила и режим, порядок создания и хранения документации по самой ИС, а также по результатам её работы. Необходимо контролировать своевременность и качество отчётов о работе программистов и вообще работников ИС.

Тестирование по информационным технологиям.

1) Все вопросы делятся на 3 категории:

а) вопросы по теории управления и информатике; для правильного и глубокого изучения рекомендуется читать «Управление транспортными системами».