Система поддержки принятия решений для оперативно-диспетчерского и эксплуатационного персонала автоматизированной сортировочной горки (сппр кдк су)

Система поддержки принятия решений для оперативно-диспетчерского и эксплуатационного персонала автоматизированной сортировочной горки относится к вычислительной технике на железнодорожном транспорте, в частности, к системам автоматики и телемеханики, обеспечивающим мониторинг, статистический и интеллектуальный анализ работы автоматизированной сортировочной горки.

Система обеспечивает повышение эффективности и безопасности работы автоматизированной сортировочной горки и поддержку принятия решений по функциональному и стратегическому управлению технологическим процессом работы горки за счет обеспечения информационно-аналитической поддержки получения сведений о закономерностях, тенденциях или взаимозависимостях между имеющимися событиями.

Система может быть использована в различных областях науки, техники и промышленного производства, связанных со сложной и трудоемкой операторской или технологической деятельностью.

Полезная модель относится к вычислительной технике на железнодорожном транспорте, в частности, к системам автоматики и телемеханики, обеспечивающим контроль, диагностику и анализ функционирования горочного оборудования и работы персонала на автоматизированных сортировочных горках. Также предлагаемая модель может быть использована в различных областях науки, техники и промышленного производства, связанных со сложной и трудоемкой операторской или технологической деятельностью, в том числе предполагающих использование информационно-аналитических систем и систем поддержки принятия решений.

Предлагаемая полезная модель направлена на повышение эффективности и безопасности работы железнодорожной автоматизированной сортировочной горки и на повышение достоверности оценки работы устройств горочной автоматики и персонала.

Известны системы, которые могли бы быть использованы для решения подобной задачи при условии их существенной доработки и адаптации к специфике работы железнодорожной сортировочной горки.

Например, система, работа которой основана на принципе операционной обработки и анализа данных от разнородных источников информации, описанная в патенте RU 2271571, G06Q 30/00.

Но существенный недостаток данной системы состоит в невозможности получения аналитической информации в удобном для пользователей виде с целью накопления знаний по оптимальным способам выполнения работ при возникновении нештатных или типовых событий, происходящих в период эксплуатации оборудования.

Или система, описанная в патенте RU 2274895, G06F 17/40. Это аналитическая система, быстродействие которой достаточно высокое и происходит за счет исключения поиска данных по всей базе данных своей области, а локализации поиска только по времени и отличительным признакам идентификатора. Такое решение более близко к предлагаемому.

Его недостаток заключается в недостаточно точном определении тенденций роста сбоев и отказов контролируемого оборудования и значительно ограниченном количестве возможных методов анализа информации, вследствие построения блока интеллектуального анализа на основе ПО Microsoft Excel. Что в конечном итоге не позволяет производить комплексный анализ функционирования устройств и оборудования в условиях реального технологического процесса.

Задача, на решение которой направлена полезная модель - создание системы, удовлетворяющей потребности в повышении эффективности и безопасности работы автоматизированной сортировочной горки и обеспечивающей оперативность и качество принимаемых решений по функциональному и стратегическому управлению технологическим процессом работы автоматизированной сортировочной горки.

Поставленная задача решается тем, что информационно-аналитическая система содержит блок источников данных АСУТП (Автоматизированная система управления технологическим процессом), первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока обработки и очистки данных, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока базы данных телеметрии, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока многомерной базы данных, второй информационный выход соединен с первым информационным входом блока базы знаний, третий информационный выход соединен с первым информационный входом блока контроля параметров устройств, четвертый информационный выход соединен с первым информационным входом блока формирования отчетов, пятый информационный выход соединен с первым информационным входом блока интеллектуального анализа параметров устройств, при этом блок базы знаний первым информационным выходом соединен со вторым информационным входом блока АРМ (Автоматизированное рабочее место) оператора, блок многомерной базы данных первым информационным выходом соединен со вторым информационным входом блока формирования отчетов, блок контроля параметров устройств первым информационным выходом соединен с четвертым входом блока формирования отчетов, а блок интеллектуального анализа параметров устройств первым информационным выходом соединен с третьим информационным входом блока формирования отчетов, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока АРМ оператора.

На фигуре 1 представлена структурная схема системы поддержки принятия решений для оперативно-диспетчерского и эксплуатационного персонала автоматизированной сортировочной горки.

Устройство содержит блок источников данных АСУТП 1, связанный с блоком обработки и очистки данных 2, связанный с блоком базы данных телеметрии 3, связанный с блоком базы знаний 4, блоком многомерной базы данных 5, блоком формирования отчетов 6, блоком контроля параметров устройств 7 и блоком интеллектуального анализа параметров устройств 8, при этом блоки 5, 7 и 8 связаны с блоком 6, блоки 4 и 6 связаны с блоком АРМ оператора 9, а блок 7 связан с блоком 10, который транслирует данные в систему технического диагностирования и мониторинга (СТДМ).

Функциональное назначение и работа блоков системы.

1 - блок источников данных АСУТП

В данном блоке находится первичная (разрозненная) оперативная информация о функционировании контролируемого оборудования сортировочной горки, сформированная АСУТП в результате протоколирования технологического процесса расформирования и формирования поездов на автоматизированной сортировочной станции.

2 - блок обработки и очистки данных.

Этот блок предназначен для сбора, обработки (интеграции разнородных, ранее разъединенных детализированных данных, преобразованию к согласованному формату и, при необходимости, агрегированию данных, проверке логической корректности, привязке ко времени) и загрузки данных из автоматизированных систем управления технологическими процессами на сортировочной горке.

3 - блок базы данных телеметрии.

В данном блоке происходит накопление оперативной информации по функционированию контролируемого оборудования и работе персонала сортировочной горки.

4 - блок базы знаний.

Этот блок предназначен для формализации знаний и опыта эксплуатационного персонала по техобслуживанию и ремонту горочного оборудования в виде вариантов решения проблем (пошагово, с произвольным количеством шагов выполнения работ). В случае возникновения неисправности электромеханик имеет возможность получить информацию наиболее вероятного решения наступившего и идентифицированного события и связанной с ним работы. Кроме того, в этом блоке хранится справочная информация (нормативно-методическая, технологическая и другая), связанная с выполняемыми работами и контактные сведения о специалистах, предоставивших информацию по устранению неисправности.

5 - блок многомерной базы данных.

В данном блоке происходит накопление и хранение непротиворечивых консолидированных исторических данных (фактов) по функционированию контролируемого оборудования и работе персонала сортировочной горки в многомерной базе данных.

6 - блок формирования отчетов.

Этот блок предназначен для предоставления удобных средств для построения произвольных отчетов в табличном и графическом виде (в пределах данных многомерной базы данных). Он дает возможность многомерного представления информации и навигации по измерениям, доступа к данным любой степени агрегации. Кроме того, предоставляет возможность динамического изменения и сохранения отчетов, а также предоставления пользователям доступа к информации в привычных для них терминах технологических процессов

7 - блок контроля параметров устройств.

Этот блок предназначен для настройки и контроля пороговых значений параметров функционирования измерителей (оборудования, персонала и так далее) Настройка пороговых значений параметров функционирования измерителей определяется внутренними регламентными документами организации оператора и осуществляется выбором необходимого параметра функционирования.

8 - блок интеллектуального анализа параметров устройств.

Этот блок предназначен для оптимизации планирования и проведения технического обслуживания и ремонта на основе статистического и интеллектуального анализа технического состояния устройств. Блок выполняет анализ тенденции изменения контролируемых параметров во времени, формируя интегральный показатель оценки состояния контролируемого оборудования, на основе которого вычисляется вероятный период до наступления предотказного состояния.

9 - блок АРМ оператора.

Этот блок предназначен для обеспечения интерфейсного взаимодействия оператора с системой.

10 - блок трансляции данных в систему технического диагностирования и мониторинга.

Этот блок предназначен для передачи списка всех объектов сортировочной горки с выделением тех объектов, которые контролируются АСУТП, списка о текущем состоянии объектов контролируемых в АСУТП и списка об отказах и неисправностях объектов контролируемых в АСУТП в систему СТДМ.

Система функционирует следующим образом.

В процессе функционирования сортировочной горки происходит накопление телеметрических данных с напольных устройств в системе АСУТП 1, на схеме обозначенной как блок источников данных АСУТП, далее эти данные передаются на первый информационный вход блока обработки и очистки данных 2, после операций очистки и обработки данные попадают на первый информационный вход блока базы данных телеметрии 3, где они накапливаются и выдаются по запросу. Из блока базы данных телеметрии 3 подготовленные для анализа функционирования устройств данные попадают в блок интеллектуального анализа параметров устройств 8 через пятый информационный выход блока базы данных телеметрии 3 на первый информационный вход блока интеллектуального анализа 8, где происходит анализ сбоев и отказов оборудования по различным критериям, а также прогнозирование технического состояния контролируемых горочных устройств. После обработки готовые аналитические данные передаются через первый информационный выход блока интеллектуального анализа 8 на третий информационный вход блока формирования отчетов 6, откуда в виде статических (с фиксированной, предварительно определенной структурой) либо динамических (со структурой, определяемой пользователем) попадают через первый информационный выход блока формирования отчетов 6 на первый информационный вход блока АРМ оператора 9. С первого информационного выхода блока базы данных телеметрии 3 данные передаются на первый информационный вход блока многомерной базы данных 5, где они хранятся в многомерном виде для более быстрого и удобного формирования отчетов по функционированию горочных устройств, далее данные передаются в блок формирования отчетов 6 через первый информационный выход блока многомерной базы данных 5 на второй информационный вход блока формирования отчетов 6. С третьего информационного выхода блока базы данных телеметрии 3 данные попадают на первый информационный вход блока контроля параметров устройств 7, где на основании заранее введенных правил определяется текущее состояние горочных устройств, затем через первый информационный выход этого блока данные передаются на четвертый информационный вход блока формирования отчетов 6, а через второй информационный выход - на первый информационный вход блока трансляции данных в систему СТДМ 10, вывод информации по состоянию объектов, отказам и т.д. в виде списков производится через первый информационный выход блока трансляции данных в систему СТДМ 10 по требованию. Со второго информационного выхода блока базы данных телеметрии 3 данные передаются на первый информационный вход блока базы знаний 4, где происходит накопление информации для помощи по выполнению работ и устранению неисправностей, вывод информации осуществляется через первый информационный выход блока базы знаний 4 на второй информационный вход блока АРМ оператора 9. Оператор системы получает всю необходимую информацию по контролируемым параметрам функционирования горочных устройств через АРМ оператора по требованию, в виде отчетов, сформированных в удобном для него виде и делает вывод, например, о состоянии оборудования для корректировки оперативных работ (заданий) на смену для проведения профилактических работ по техническому обслуживанию и ремонту горочного оборудования, об интенсивности работы сортировочной горки, или получает обоснованные данные для составления заявки для замены наименее надежно работающих устройств на станции с указанием объема поставки оборудования, или получает аналитическую информацию для оценки работы оперативно-диспетчерского и эксплуатационного персонала сортировочной горки и принимает решение по оптимизации технологического процесса.

Все блоки реализованы с использованием стандартных программно-аппаратных средств (процессоров и блоков памяти) с использованием алгоритмов, представленных при описании работы блоков.

1 - блок источников данных автоматизированной системы управления технологическим процессом

2 - блок обработки и очистки данных

3 - блок базы данных телеметрии

4 - блок базы знаний

5 - блок многомерной базы данных

6 - блок формирования отчетов

7 - блок контроля параметров устройств

8 - блок интеллектуального анализа параметров устройств

9 - блок автоматизированного рабочего места оператора

10 - блок трансляции данных в систему технического диагностирования и мониторинга (СТДМ)

Система поддержки принятия решений для оперативно-диспетчерского и эксплуатационного персонала автоматизированной сортировочной горки, содержащая блок источников данных автоматизированной системы управления технологическим процессом, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока обработки и очистки данных, выполненного с возможностью анализа и переработки данных, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока базы данных телеметрии, выполненного с возможностью накопления оперативной информации по функционированию контролируемого оборудования, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока многомерной базы данных, выполненного с возможностью накопления и хранения долгосрочной информации, второй информационный выход соединен с первым информационным входом блока базы знаний, выполненного с возможностью накопления опыта и знаний, третий информационный выход соединен с первым информационным входом блока контроля параметров устройств, выполненного с возможностью настройки и контроля пороговых значений параметров функционирования оборудования и персонала, четвертый информационный выход соединен с первым информационным входом блока формирования отчетов, выполненного с возможностью отображения текущей информации о состоянии контролируемого оборудования и о работе персонала, пятый информационный выход соединен с первым информационным входом блока интеллектуального анализа параметров устройств, выполненного с возможностью оптимизации планирования и проведения технического обслуживания устройств, при этом блок базы знаний первым информационным выходом соединен со вторым информационным входом блока автоматизированного рабочего места оператора, блок многомерной базы данных первым информационным выходом соединен со вторым информационным входом блока формирования отчетов, блок контроля параметров устройств первым информационным выходом соединен с четвертым информационным входом блока формирования отчетов, вторым информационным выходом соединен с блоком трансляции данных в систему СТДМ, первый информационный выход которого соединен с системой СТДМ, а блок интеллектуального анализа параметров устройств первым информационным выходом соединен с третьим информационным входом блока формирования отчетов, первый информационный выход которого соединен с первым информационным входом блока автоматизированного рабочего места оператора.