Удосконалення методів і алгоритмів інформаційного забезпечення диспетчерських центрів управління наземним транспортом

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

 

Топольськов Євгеній Олександрович

 

УДК 621.396.96 : 629.783

 

 

05.13.06 – Автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології

 

 

Київ – 2007

 

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі транспортного права, системного аналізу та логістики у Національному транспортному університеті Міністерства освіти і науки України, м. Київ.

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор, Заслужений  діяч науки і техніки, двічі лауреат Державної премії України у галузі науки і техніки, Бєляєвський Леонід Степанович, Національний транспортний університет, професор кафедри транспортного права, системного аналізу і логістики.

Офіційні опоненти - доктор технічних наук, професор, Заслужений діяч науки і техніки, Баранов Володимир Леонідович, Інститут проблем моделювання в енергетиці ім. Пухова НАН України, провідний  науковий співробітник Відділення гібридних моделюючих і керуючих систем в енергетиці, м. Київ - кандидат технічних наук, доцент, Лясковський Віктор Петрович, Національний транспортний університет, директор Міжнародного освітянського центру інформаційних технологій.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного транспортного університету за адресою: 01103, м. Київ, вул. Кіквідзе, 42.

 

 

Актуальність теми. Закордонний досвід і сучасні тенденції розвитку транспорту показують, що одним з ключових факторів, які сприяє підвищенню ефективності та безпеки транспортних перевезень, є високий рівень їх інформаційного забезпечення, що досягається шляхом застосування прогресивних телематичних технологій. Зростання обсягів вантажних і пасажирських перевезень, розширення мережі міських, міжміських шляхів сполучення, розвиток системи міжнародних транспортних коридорів, а також організація мультимодальних перевезень з використанням сучасних логістичних методів вимагає розробки і впровадження нових ефективних систем інформаційного забезпечення, моніторингу і управління рухомими транспортними об’єктами. 

Завдяки використанню сучасних навігаційних і телекомунікаційних технологій в автоматизованих системах моніторингу і диспетчерського управління (АСМДУ) транспортом відкривається можливість дистанційно вирішувати широке коло задач – починаючи від контролю місцезнаходження і стану окремих транспортних засобів та закінчуючи реалізацією складних оптимізаційних задач управління потоками. 

Наукоємність сучасних інформаційних технологій, складність спеціалізованого обладнання АСМДУ, зокрема того, що базується на використанні глобальних супутникових систем навігації та зв’язку (ГССН та З), обумовлює їх високу вартість. Саме вона, на думку багатьох фахівців, є основним стримуючим фактором, який не дозволяє транспортній галузі нашої держави у повній мірі користуватись перевагами новітніх інформаційних технологій. Особливо актуальною ця проблема виявляється для наземного (зокрема автомобільного) транспорту, який володіє численним парком відносно недорого рухомого складу, працює у складних умовах і потребує достатньо якісного інформаційно-навігаційного забезпечення у режимі реального часу. 

Аналізуючи останні наукові розробки у напрямку застосування високоточних інформаційно-навігаційних систем на наземному транспорті, треба відмітити, що у більшості з них для досягнення необхідного рівня достовірності інформації застосовуються складні прецензійні навігаційні приймачі ГССН (геодезичного типу) в комплексі з інерційними системами і високоточними контрольно-корегуючими станціями, що, як правило, передбачає використання додаткових телекомунікаційних каналів. Такі рішення дозволяють досягти високої точності та надійності інформаційного забезпечення АСМДУ, проте потребують значних витрат на реалізацію, і тому їх застосування на автомобільному транспорті може бути виправданим лише у надзвичайних випадках (контроль руху транспортних засобів, що перевозять особливо небезпечні та цінні вантажі, VIP пасажирів тощо). В переважній більшості існуючих на ринку розробок апаратно-програмних комплексів для АСМДУ, що вирішують повсякденні виробничі задачі управління наземним транспортом, використовуються звичайні „односистемні” приймачі сигналів ГССН GPS і ГЛОНАСС. Ці пристрої забезпечують за нинішніми стандартами задовільну, а в деяких випадках, зовсім неприпустиму якість навігаційних визначень. Суттєве зниження точності та надійності навігаційних визначень обумовлено впливом багатьох факторів систематичного й несистематичного характеру і, як правило, спостерігається у складних експлуатаційних умовах (містах з висотною забудовою, щільному транспортному потоці, нерівномірному рельєфі місцевості тощо). Ситуація також ускладнюється тим, що більшість „бюджетних” навігаційних приймачів ГССН мають обмежені функціональні можливості з автономного контролю цілісність навігаційного забезпечення і не можуть уникати селективного доступу системи GPS. Це може призвести до генерування недостовірної навігаційної інформації в АСМДУ та її використання у процесі прийняття управлінських рішень.

Таким чином, на сьогоднішній день важливою практичною задачею в області застосування прогресивних інформаційних технологій на транспорті є розробка ефективного і одночасно економічно вигідного апаратно-програмного комплексу (АПК) для АСМДУ наземним транспортом (АСМДУ НТ), який відповідатиме сучасним вимогам транспортної галузі і забезпечить необхідний рівень якості інформації, що обробляється системою і використовується для прийняття управлінських рішень. 

Ефективне вирішення цієї задачі насамперед передбачає розробку удосконалених методів і алгоритмів просторово-часової обробки навігаційної інформації, які дозволять підвищити якість інформаційного забезпечення АСМДУ і звести до мінімуму використання дорогої навігаційно-телекомунікаційної апаратури та надлишкових каналів зв’язку у системі. При цьому для зменшення апаратних витрат на побудову АПК більшість процедур обробки інформації доцільно перенести з бортових ЕОМ автотранспортних засобів (АТЗ) у диспетчерські центри (ДЦ) АСМДУ НТ, на яких можуть розміщуватись потужні стаціонарні ЕОМ, об’єднані у єдину обчислювальну мережу. Такий підхід дозволить відмовитись від використання спеціалізованих бортових ЕОМ зі складним алгоритмічним забезпеченням на користь програмної реалізації методів і алгоритмів просторово-часової обробки інформації в межах стаціонарних обчислювальних комплексів ДЦ. При