Применение информационных технологий для оптимизации работы автотранспортного предприятия

Оглавление

Введение

1. Информационная система отдела ремонтной зоны

1.1 Структура автотранспортного предприятия

1.2 Современное СУБД

1.3 Информационно-логическая модель БД

2. Транспортная задача

2.1 Описание транспортной задачи

2.2 Решение транспортной задачи

3. Оптимизация внутригородского движения

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Современное общество живет в период, характеризующийся небывалым ростом информационных потоков. Это относится как к экономике, так и к транспорту. Наибольший рост объема информации наблюдается в промышленности, торговле, на транспорте. На транспорте рост объема информации обусловлен увеличением объема производства, усложнением выпускаемой продукции, большим количеством используемых материалов, технологического оборудования, расширением внешних и внутренних связей экономических объектов. Роль информации в общественной жизни существенно меняется.

Информация приобретает преобразующий, определяющий характер. Создание индустрии информатики и превращение информационного продукта в товар приводит к глубинным социальным изменениям в обществе, трансформируя его из индустриального в информационное. Информация охватывает все стороны жизни общества - от материального производства до социальной сферы. Качественно новое обслуживание информационных процессов человеческой деятельности связано с использованием современной персональной электронно-вычислительной техники, систем телекоммуникаций. В связи с этим общество на уровне государства должно решить ряд проблем информатизации.

Электронно-вычислительные машины - одно из крупнейших достижений современной науки и техники. Созданные первоначально для решения задач вычислительной математики, современные ЭВМ находят применение для управления производственными процессами, для выполнения экономических и конструкторских расчетов, для хранения и обработки статистической и справочной информации, для моделирования различных процессов.

Внедрение информационных технологий затронуло и автотранспортные предприятия (АТП). АТП должно быть гибким и легко приспосабливаться к изменяющимся запросам рынка. Исходя из этого можно говорить о том, что под действием изменений на рынке перевозок происходит постоянная адаптация и трансформация предприятий, работающих в этой сфере. Чтобы успешно функционировать в современных условиях, система управления АТП должна не только выработать способность и умение быстро адаптироваться к изменениям во внешнем окружении (совокупности поставщиков, потребителей, конкурентов, трудовых ресурсов, органов государственной власти и т.п.), но и не упускать возможности, возникающие в этой среде. В свою очередь, информационная система должна быть понятна и легка в эксплуатации для пользователей, а решения прозрачны для руководства.

В настоящее время известен целый ряд таких систем с разнообразным программным обеспечением. Большинство этих систем работает на основе глобальной автоматизированной географической системы GIS с топографическими картами в цифровой форме, которая используется не только на автомобильном, но и на других видах транспорта для автоматизации управления.

Информатизация становится основой дальнейшего развития транспортных и логистических систем. Значительное число фирм работает в области разработки новых программных средств, которые позволяют создавать все более эффективные системы. Все большее применение находят информационные технологии для обслуживания пассажиров на транспорте общего пользования.

В данной курсовой работе будут рассмотрены основы разработки Информационной системы, применение информационных технологий для оптимизации работы АТП.

информационная логическая модель автотранспортный

1. Информационная система отдела ремонтной зоны

1.1 Структура автотранспортного предприятия

Автотранспортное предприятие (АТП) - организация, осуществляющая перевозки автомобильным транспортом, а также хранение, техническое обслуживание (ТО) и ремонт подвижного состава.

Инженерно-техническая служба автотранспортного предприятия в своей повседневной деятельности решает ряд вопросов, которые условно можно свести к следующим четырем комплексам взаимосвязанных задач.

. Определение программы работ, т.е. количества автомобилей, планируемых к постановке на диагностирование и ТО, и номенклатуры и объемов ремонтных работ.

. Распределение автомобилей по производственным постам в зависимости от специализации, оснащенности и занятости.

. Распределение автомобилей по автомобилям, агрегатам, постам и пополнение их запасов.

. Распределение заданий между ремонтными рабочими, постами и участками.

Как показали исследования и опыт работы передовых АТП, наибольшая эффективность в решении вопросов организации производства может быть достигнута благодаря системе централизованного управления производством (ЦУП). Внедрение этой системы является первым этапом создания АСУ инженерно-технической службы АТП.

На рис. 1.1.1 приведена схема структуры управления технической службой крупного автотранспортного предприятия. В зависимости от мощности предприятия и условий внешней кооперации структура технической службы может изменяться при сохранении принципиальных положений.

Рис. 1.1.1 Структура централизованного управления технической службой АТП 1 - административное, 2 - оперативное подчинение, 3 - деловая связь.

Техническое обслуживание подвижного состава по периодичности, перечню и трудоемкости выполняемых работ подразделяется на:

ежедневное техническое обслуживание (ЕО);

первое техническое обслуживание (ТО-1);

второе техническое обслуживание (ТО-2);

сезонное техническое обслуживание (СО).

Производство технического обслуживания и ремонта подвижного состава в

автотранспортных предприятиях осуществляется по схеме, приведенной на рис. 1.1.2

Ежедневное обслуживание (ЕО) включает в себя: проверку прибывающего с линии и выпускаемого на линию подвижного состава, внешний уход за ним и заправочные операции. Для проверки подвижного состава в автотранспортном предприятии создается контрольно-технический пункт (КТП) с осмотровой канавой и комплектом необходимых, инструментов, приспособлений и оборудования. Проверка подвижного состава входит в обязанности водителя и работников отдела технического контроля (ОТ К).

Рис. 1.1.2 Схема обслуживания и ремонта подвижного состава АТП

При проверке подвижного состава, прибывающего с линии, устанавливаются: время прибытия, показания счетчика пройденного расстояния и остаток топлива в баке автомобиля; комплектность подвижного состава; наличие неисправностей, поломок, повреждений; потребность в текущем ремонте. В случае необходимости составляется заявка на текущий ремонт с перечнем неисправностей, подлежащих устранению, и акт о повреждении подвижного состава с указанием характера, причин поломки и лиц, ответственных за нее. При выпуске на линию подвижного состава проверяется его внешний вид, комплектность и техническое состояние, а также выполнение назначенного для него накануне обслуживания или ремонта (по данным внешнего осмотра и учетной документации).

Проверка производится по определенному перечню операций, составляемому в автотранспортном предприятии с учетом конструкции используемого подвижного состава и условий его эксплуатации. Перечень должен предусматривать обязательную проверку исправности систем, агрегатов, узлов и деталей подвижного состава, влияющих на безопасность движения, в том числе рулевого управления, тормозов, подвески, колес и шин, кузова и кабины, приборов наружного освещения, световой и звуковой сигнализации, стеклоочистителей.

При смене водителей на линии техническое состояние подвижного состава на момент его передачи проверяется водителем, закончившим смену, совместно с водителем, приступающим к работе. Исправность подвижного состава подтверждается подписями водителей в путевом листе с указанием времени передачи и показаний спидометра.

Для выполнения операций внешнего ухода за подвижным составом, заключающихся в уборке кузова и кабины, мойке и обтирке или обсушке, в автотранспортном предприятии создаются посты или линии внешнего ухода с моечными установками и другим необходимым оборудованием.

Заправочные операции ЕО - заправку автомобилей топливом, доливку масла в картер двигателя и охлаждающей жидкости в радиатор производят водители за счет своего рабочего времени, предусмотренного режимом их работы. Заправка топливом производится, как правило, на автозаправочных станциях по талонам, доливка масла и воды в автотранспортном предприятии.

Сроки проведения ЕО обусловливаются пробегом подвижного состава за рабочий день. Первое техническое обслуживание (ТО-1) включает контрольные, крепежные, регулировочные и смазочные операции, выполняемые, как правило, без снятия с подвижного состава или частичной разборки (вскрытия) обслуживаемых приборов, узлов и механизмов.

ТО-1 выполняется в течение промежутка времени между рабочими сменами подвижного состава (в межсменное время).

Второе техническое обслуживание (ТО-2) включает в себя все операции ТО-1, производящиеся в расширенном объеме, причем в случае необходимости обслуживаемые приборы, узлы и механизмы вскрывают или снимают с подвижного состава.

Для проведения ТО-2 подвижной состав может сниматься с эксплуатации.

Техническое обслуживание ТО-1 и ТО-2 выполняется через определенный пробег, устанавливаемый в зависимости от условий эксплуатации подвижного состава.

Сезонное техническое обслуживание (СО) проводится 2 раза в год. Оно является подготовкой подвижного состава к эксплуатации в холодное и теплое время года, преимущественно совмещается с ТО-2 с соответствующим увеличением трудоемкости работ.

1.2 Современное СУБД

Современная жизнь немыслима без эффективного управления. Важной категорией являются системы обработки информации, от которых во многом зависит эффективность работы любого предприятия ли учреждения. Такая система должна:

обеспечивать получение общих и/или детализированных отчетов по итогам работы;

позволять легко определять тенденции изменения важнейших показателей;

обеспечивать получение информации, критической по времени, без существенных задержек;

выполнять точный и полный анализ данных.

Система управления базами данных (СУБД) - совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

Основная задача СУБД - предоставить пользователю базы данных возможность работать с ней, не вникая в детали на уровне аппаратного обеспечения (пользователь более отстранен от этих деталей, чем прикладной программист, использующий среду программирования).

Современные СУБД в основном являются приложениями Windows, так как данная среда позволяет более полно использовать возможности персональной ЭВМ, нежели среда DOS. Снижение стоимости высокопроизводительных ПК обусловил не только широкий переход к среде Windows, где разработчик программного обеспечения может в меньше степени заботиться о распределении ресурсов, но также сделал программное обеспечение ПК в целом и СУБД в частности менее критичными к аппаратным ресурсам ЭВМ.

СУБД представляет собой набор программ, которые в общей сложности управляют организацией, хранением данных в БД. В целом такие системы классифицируются в зависимости от их структуры данных и их типов. СУБД принимает запросы прикладных программ и инструктирует операционную систему для передачи соответствующей информации.

Современные СУБД являются объектно-ориентированными и реляционными. Основной единицей является объект, имеющий свойства, и связи между объектами. СУБД используют несколько моделей данных: иерархическую и сетевую (с 60-х годов) и реляционную (с 70-х). Основное различие данных моделей в представлении взаимосвязей между объектами.

Иерархическая модель данных строится по принципу иерархии объектов, то есть один тип объекта является главным, все нижележащие - подчиненными. Устанавливается связь "один ко многим", то есть для некоторого главного типа существует несколько подчиненных типов объектов. Иначе, главный тип именуется исходным типом, а подчиненные - порожденными. У подчиненных типов могут быть в свою очередь подчиненные типы. Наивысший в иерархии узел (совокупность атрибутов) называют корневым.

Сетевая модель данных строится по принципу "главный и подчиненный тип одновременно", то есть любой тип данных одновременно может одновременно порождать несколько подчиненных типов (быть владельцем набора) и быть подчиненным для нескольких главных (быть членом набора).

Реляционная модель данных объекты и связи между ними представляются в виде таблиц, при этом связи тоже рассматриваются как объекты. Все строки, составляющие таблицу в реляционной базе данных должны иметь первичный ключ. Все современные средства СУБД поддерживают реляционную модель данных.

Сама система управления файлами выполняет следующие функции:

распределение внешней памяти;

отображение имеет файлов в соответствующие адреса во внешней памяти;

обеспечение доступа к данным.

¾      создать файл (определенного типа и размера)

¾      открыть ранее созданный файл

¾      прочитать из файла определенную запись

¾      изменить запись

¾      добавить запись в конец файла

Рассмотрение особенностей реализации отдельных систем управления файлами выходит за рамки данной темы. На данном этапе достаточно знать, что прикладные программы видят файл как линейную последовательность записей и могут выполнить над ним ряд операций.

1.3 Информационно-логическая модель БД

Информационно - логическая модель (ИЛМ) отображает данные предметной области в виде совокупности информационных объектов и связей между ними. Эта модель представляет данные, подлежащие хранении в базе данных.

Логическая модель данных является начальным прототипом будущей базы данных. Логическая модель строится в терминах информационных единиц, но без привязки к конкретной СУБД. Более того, логическая модель данных необязательно должна быть выражена средствами именно реляционной модели данных. Основным средством разработки логической модели данных в настоящий момент являются различные варианты ER - диаграмм (Entity - Relationship, диаграммы сущность - связь).

Одну и ту же ER-модель можно преобразовать как в реляционную модель данных, так и в модель данных для иерархических и сетевых СУБД, или в постреляционную модель данных. Решения, принятые на предыдущем уровне, при разработке модели предметной области, определяют некоторые границы, в пределах которых можно развивать логическую модель данных, в пределах же этих границ можно принимать различные решения.

При разработке логической модели данных возникают вопросы: хорошо ли спроектированы отношения? Правильно ли они отражают модель предметной области, а следовательно и саму предметную область?

Для того чтобы оценить качество принимаемых решений на уровне логической модели данных, необходимо сформулировать некоторые критерии качества в терминах физической модели и конкретной реализации и посмотреть, как различные решения, принятые в процессе логического моделирования, влияют на качество физической модели и на скорость работы базы данных.

Таких критериев может быть очень много и выбор их произволен.

База данных должна адекватно отражать предметную область. Это означает, что должны выполняться следующие условия.

. Состояние базы данных в каждый момент времени должно соответствовать состоянию предметной области.

. Изменение состояния предметной области должно приводить к соответствующему изменению состояния базы данных.

. Ограничения предметной области, отраженные в модели предметной области, должны некоторым образом отражаться и учитываться базе данных.

Практически любая база данных, за исключением совершенно элементарных, содержит некоторое количество программного кода в виде триггеров и хранимых процедур

Информационные модели представляют объекты и процессы в образной или знаковой форме.

Процесс построения информационных моделей с помощью формальных языков называется формализацией.

Использование компьютера для исследования информационных моделей различных объектов и систем позволяет изучить их изменения в зависимости от значения тех или иных параметров. Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения сложных систем. Часто компьютерные модели проще и удобнее исследовать, они позволяют проводить вычислительные эксперименты, реальная постановка которых затруднена или может дать непредсказуемый результат.

Процесс разработки моделей и их исследования на компьютере можно разделить на несколько основных этапов:

¾      Построение описательной информационной модели (выделение существенных параметров).

¾      Создание формализованной модели (запись формул).

¾      Построение компьютерной модели.

¾      Компьютерный эксперимент.

¾      Анализ полученных результатов и корректировка исследуемой модели.

Существуют два принципиально различных пути построения компьютерной модели:

) создание алгоритма решения задачи и его кодирование на одном из языков программирования;

) формирование компьютерной модели с использованием одного из приложений (электронных таблиц, СУБД и т.д.).

Рис. 1.3.1 Модель работы ИС

Рис. 1.3.2 Схема данных

Для автоматизации работы сотрудников производственно-технического отдела была создана БД. (Рис. 1.3.3.)

Рис. 1.3.3 Структура таблиц БД

Работу с БД начинаем, запуская файл "Ремонтная зона отдел АТП", далее на главной кнопочной форме выбор последовательности действий осуществляется с помощью кнопок "Продолжить работу" и "Закрыть" (рис. 1.3.4.)

Рис. 1.3.4 Главная кнопочная форма

Выбрав "Продолжить работу", открывается форма главного меню БД, где находится ввод данных, отчеты, запросы (Рис. 1.3.5.).

Рис. 1.3.5 Кнойпочная форма главного меню.

Для ввода данных используются формы ввода данных. Пример ввода данных приведен на рис 1.3.6.

Рис. 1.3.6 Форма ввода запроса по коду работы

База данных позволяет получать отчеты и запросы:

§  Поиск по дате

§  Поиск по путевому листу

§  Поиск по ФИО.

Результат работы запроса приведен на рис.1.3.7.

Рис. 1.3.7 Запрос наряда на ремонт

Результат работы отчета приведен на рис. 1.3

Рис. 1.3.8 Отчет по списку сотрудников

Данная БД позволяет автоматизировать следующие функции производственно-технического отдела АТП:

§  Поиск и сортировка информации по определенным параметрам.

§  Создание отчетов

§  Создание запросов по интересующим параметрам

§  Регулирование работы сотрудников

2. Транспортная задача

2.1 Описание транспортной задачи

Транспортная задача - задача о поиске оптимального распределения поставок однородного товара от поставщиков к потребителям при известных затратах на перевозку (тарифах) между пунктами отправления и назначения. Является задачей линейного программирования специального вида.

Переменными (неизвестными) транспортной задачи являются (i=1,…,m; i=1,2,…,n) - объемы перевозок от каждого i-го поставщика каждому j-му потребителю.

Математическая модель транспортной задачи в общем случае имеет вид:

=1,2,…,m, 1=1,2,…,n, 2=1,2,…,m; j=1,2,…,n.3

Таким образом, математическая формулировка транспортной задачи состоит в следующем: найти переменные задачи i=1,2,…,m; j=1,2,…,n, удовлетворяющее системе ограничений (1), (2), условиям неотрицательности (3) и обеспечивающее минимум целевой функции (1.1).

В рассмотренной модели транспортной задачи предполагается, что суммарные запасы поставщиков равны суммарным запросам потребителей, т.е.

Такая задача называется задачей с правильным балансом, а ее модель - закрытой. Если же это неравенство не выполняется, то задача называется задачей с неправильным балансом, а ее модель - открытой.

Для того чтобы транспортная задача линейного программирования имела решение, необходимо и достаточно, чтобы суммарные запасы поставщиков равнялись суммарным запросам потребителей, т.е. задача должна быть с правильным балансом.

2.2 Решение транспортной задачи

Стоимость проезда количество туристов

1

3

2

30

8

4

5

8

20

5

2

3

7

10

5

3

8

4

27

1

9

7

5

30

30

40

50

10

Количество мест в турцентре

Для решения транспортной задачи воспользуемся процедурой Поиск решения, которая находится в меню Сервис.

После выбора данной команды появится диалоговое окно (рис.2.2.1).

Рис. 2.2.1 Диалоговое окно Поиск решения

Поскольку в качестве критерия оптимизации нами выбрана минимизация грузооборота, в поле. Установить целевую ячейку введите ссылку на ячейку, содержащую формулу расчета общего объема грузооборота минеральных удобрений. В нашем случае это ячейка $B$16. Чтобы минимизировать значение конечной ячейки путем изменения значений влияющих ячеек (влияющими, в данном случае это и изменяемые ячейки, являются ячейки, которые предназначены для хранения значений искомых неизвестных), переключатель установите в положение минимальному значению;

В поле, изменяя ячейки, введите ссылки на изменяемые ячейки, разделяя их запятыми; либо, если ячейки находятся рядом, указывая первую и последнюю ячейку, разделяя их двоеточием ($С$4: $F$8). Это означает, что для достижения минимального грузооборота перевозок будут меняться значения в ячейках с С4 по F8, то есть будут изменяться количество груза, перевезенного по конкретному маршруту. Если сейчас запустить процесс подбора параметров, то будет найден вариант, где все переменные равны нулю. И это правильно - если не перевозить ничего, то это самый дешевый вариант. Но нам необходимо перевезти минеральные удобрения, поэтому надо наложить некоторые ограничения для поиска решения. В группе полей Ограничения нажмите кнопку Добавить. Появится диалог Добавление ограничения (рис.2.2.2)

Рис. 2.2.2 Диалоговое окно Добавление ограничения

Следует ввести левую часть ограничения в левое поле, выбрать знак условия, накладываемого на значение и ввести правую часть ограничения. Как и в других случаях, можно не вводить ссылки на ячейки, а выделить мышью эти ячейки.

После ввода одного ограничения следует нажать кнопку Добавить и ввести следующее. По окончании ввода всех ограничений нажмите на кнопку ОК. В диалоге появятся строки введенных ограничений (рис. 2.2.3.)

Рис. 2.2.3 Диалоговое окно Поиск решения с заполненными полями

Для изменения и удаления ограничений в списке Ограничения диалогового окна Поиск решения укажите ограничение, которое требуется изменить или удалить. Выберите команду изменить и внесите изменения либо нажмите кнопку Удалить.

Рассмотрим более подробно условия, которые следует наложить на значения в некоторых ячейках для правильного решения задачи.

Первое условие $B$4: $B$8 <=$B$11: $B$12. Оно означает, что значение в ячейке В4 должно быть меньше или равно значению в В11, в В5 меньше или равно, чем в В12, и так далее до В8 и В15.

В ячейках с В4 по В8 на листе находятся объемы поставок с конкретных складов. В ячейках с В11 по В15 - запасы на этих же складах. Так как невозможно вывести со склада больше, чем на нем есть, первое значение должно быть не больше второго.

Второе условие $С$4: $F$8>=0. Оно означает, что объем перевозок не может быть отрицательным, то есть, если на складе не хватает минеральных удобрений, их не везут с пункта доставки, на который эти минеральные удобрения были завезены ранее. Грузопоток имеет только одно направление - от складов к пунктам доставки удобрений.

И наконец, третье, и последнее условие $С$9: $F$9>=$C$10: $F$10. Оно означает, что значения в ячейках девятой строки должны быть больше или равны значениям в ячейках десятой строки, то есть запросы пунктов доставки минеральных удобрений должны быть выполнены полностью. Перевыполнение объема поставок допустимо, а недовыполнение - нет.

Введенные условия должны позволить найти наиболее оптимальный вариант решения задачи. Нажмите кнопку выполнить для подбора решения.

После нахождения решения появляется диалог Результаты поиска решения (рис. 2.2.4.)

Рис. 2.2.4 Диалоговое окно Результаты поиска решения

Нажав кнопку ОК, вы занесете вариант решения на рабочий лист (рис. 2.2.5.).

Рис. 2.2.5 - Решенная транспортная задача

Минимальный грузооборот перевозок при соблюдении всех условий равен 528 т-км.

3. Оптимизация внутригородского движения

Управление городским автобусным парком решило провести исследование возможности более рациональной организации своей работы с целью снижения интенсивности внутригородского движения. Сбор и обработка необходимой информации позволили сделать вывод, что необходимое минимальное количество автобусов существенно меняется в течение суток Длительность непрерывного использования автобусов на линии равна 8 ч в сутки (с учетом необходимых затрат времени на текущий ремонт и обслуживание).

Решить данную задачу с использованием MS Excel, определить какое количество автобусов необходимо выпускать на линию в каждой из смен при условии, что общее количество автобусов, выходящих на линию в течение суток, должно быть минимальным.

Рис. 3.1 Оптимизация внутригородского движения

На рис. 3.1 представлено решение данной задачи по оптимизации внутригородского движения, рассчитано количество автобусов, выпускаемых на линию в каждой смене, при условии, что общее минимальное количество автобусов, выходящих на линию в течение суток - 48.

Заключение

В данной курсовой работе мы рассмотрели отдельные аспекты внедрения информационных технологий на транспорте. Нами построена БД, позволяющая автоматизировать следующие функции сотрудников отдела ремонтной зоны АТП:

§  Поиск и сортировка информации по определенным параметрам.

§  Создание отчетов

§  Создание запросов по интересующим параметрам

§  Регулирование работы сотрудников

В то же время анализ деятельности автотранспортного предприятия показывает, что организация достаточно эффективной информационной системы в предприятии (АТП) с помощью ЭВМ возможна лишь с учетом специфики деятельности предприятия. Значит, одним из основных требований к программному обеспечению является его гибкость, то есть способность адаптации к изменяющимся: законодательству, нормативной базе, технологиям перевозок и прочим условиям, которые характерны для нынешнего периода совершенствования рыночных механизмов в экономике.

Список используемой литературы

1. Обыденнов А.П. и др. Совершенствование системы управления автотранспортным предприятием. - М., Транспорт 2010. - 230с.

. Советов Б.Я. Информационная технология. Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 2011, - 366 с.

. Николаев А.Б., Алексахин С.В., Кузнецов И.А., Строганов В.Ю. Автоматизированные системы обработки информации и управления на автомобильном транспорте. Учебник. М.: Академия, 2010, - 224 с.4. Бобарыкин В.А. Математические методы решения автотранспортных задач: Учебное пособие. - Л.: СЗПИ, 2009, - 84 с.

. Елизаров В.А., Львин М.Е., Сахаров М.П. Автоматизированные системы управления на автомобильном транcпорте. - М.: 2008. - 230 с.

. Microsoft Corporation. Компьютерные сети. Учебный курс. - М.: 2010. - 696 с.