Автоматизированные информационно-аналитические системы управления техническим состоянием мостов

• ОРГАНИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ

Автоматизированные информационно-аналитические

системы управления техническим состоянием мостов

С.А. БОКАРЕВ,

заведующий кафедрой «Мосты» Сибирского государственного университета путей сообщения, д.т.н.

Автоматизированные информационно-аналитические системы управления техническим состоянием мостов, водопропускных труб и других инженерных сооружений на железных, автомобильных и городских дорогах сегодня сделались одним из ключевых направлений.

В России внедрению вычислительной техники в процесс эксплуатации вышеназванных сооружений традиционно придается большое значение.

Так, одну из первых попыток создать автоматизированную информационную систему для автодорожных мостов (ИПС «Мост») специалисты Гипродор-НИИ предприняли еще в начале 80-х годов прошлого века. А в 2002 году все 17 железных дорог Российской Федерации перешли на АСУ ИССО v.2, разработанную в Сибирском государственном университете путей сообщения (СГУПС) при участии НИИ мостов. В настоящее время на наших железных дорогах внедрена уже третья сетевая версия этой программы. В единый банк данных собрана информация о более чем 80 тысячах сооружений.

В 2002 году была закончена разработка и началось внедрение «Системы управления мостами» для Москвы, выполненной международным консорциумом в составе фирм «Промос» (Россия) и AGA, Inc. (США) при участии компаний Cambridge Systematic, Inc. (США) и Ove Arup & Partners, Ltd. (Великобритания).

Федеральное дорожное агентство и многие территориальные управления автомобильных дорог последовательно применяют информационные технологии, позволяющие оперативно и качественно обрабатывать данные по мостам. В ряде организаций уже не представляют свою деятельность без автоматизированных систем, существенно снижающих трудозатраты на обработку информации и позволяющих принимать обоснованные управленческие решения на новом, недоступном ранее уровне.

Таким образом, в нашей стране и за рубежом накоплен почти 30-летний опыт разработки и внедрения разнообразных автоматизированных информационно-аналитических систем, предназначенных для эксплуатации мостов, труб и других искусственных сооружений на железных, автомобильных и городских дорогах.

Пожалуй, наибольших успехов в этом направлении достигло ОАО «Российские железные дороги» («РЖД»): здесь эксплуатируется общесетевая автоматизированная информационно-аналитическая система АСУ ИССО. Ее цель — повысить уровень управленческих решений с тем, чтобы оптимизировать эксплуатационные расходы и обеспечить заданные потребительские свойства искусственных сооружений. Оптимизация расходов может быть достигнута благодаря автоматизации планирования ремонтов на основе фактического состояния сооружения и прогноза его изменения. Обеспечение потребительских свойств — за счет автоматизации контроля и оценки технического состояния. Прежде чем поставленная цель оказалась достигнутой, пришлось решить целый ряд задач.

Первой в этом ряду, несомненно, стояла задача научно-методического обеспечения разработки и внедрения Автоматизированной системы по содержанию искусственных сооружений. Такая система создается не только и не столько, чтобы подготовить банк данных по паспортам мостов (хотя именно такой взгляд на автоматизированные системы был характерен для 90-х годов ХХ века). Она должна стать полноценной составляющей всего технологического процесса содержания и эксплуатации

моста. Причем — еще до его сдачи в эксплуатацию, а именно со времени составления технико-экономического обоснования, подтверждающего необходимость возведения данного сооружения. И далее эта система действует на всех стадиях: проектирование, строительство, эксплуатация и реконструкция или демонтаж.

То есть речь идет о процессно-ориен-тированной системе, которая отражает протекающие процессы (контроль состояния, оценку технического состояния, прогноз его изменения, определение условий пропуска временной нагрузки, планирование ремонтных работ и т.д.), а не функции конкретного специалиста или организации.

В связи с таким подходом, были кардинальным образом пересмотрены нормативные документы, ранее ориентированные на «ручную» обработку информации и подготовку соответствующих форм учета и отчетности. Так, еще в 2002 году Министерство путей сообщения, внедряя АСУ ИССО на всей сети железных дорог России, изменило формы документов первичного учета: карточки на мост, водопропускную трубу и другие искусственные сооружения. Так родилась новая технологическая модель содержания искусственных сооружений на железных дорогах. И в ее рамках была принята концепция оценки технического состояния ИССО по параметрам надежности (безотказности, долговечности и ремонтопригодности).

Вторая задача, которую предстояло решить, была связана с выбором архитектуры Автоматизированной системы. Представьте себе десятки тысяч объектов, рассредоточенных на территории огромной страны от Сахалина до Калининграда. К тому же, организации, связанные с содержанием мостов, имеют иерархическую структуру (ОАО «РЖД», Управления железных дорог, дистанции пути). Их число составляет около пятисот. Чтобы обеспечить работу такого

ОРГАНИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ •

сложного автоматизированного «механизма», была создана отраслевая система передачи данных (кгапе^ и реализована наиболее целесообразная в данной ситуации сетевая архитектура с использованием трехзвенной клиент-серверной технологии. Эта архитектура приведена на рис. 1.

ПХ только СУБД DB/2. В этом же Указании определен порядок корректировки структуры базы данных. Изменение структуры может осуществляться только администратором базы данных путевого хозяйства. Что же касается всех остальных разработчиков и пользователей, то они не обладают таким правом.

Клиенты

АСУ ИССО

il

ОАО «РЖД» ГВЦ

Сервер АСУ ИССО

Оперативная информация

БД ИССО

БД «Путь*

БД «Земляное полотно»

Банк данных ОАО «РЖД>

I. ' Ulk. IUI IfUllhriЧ

Клиенты

АСУ ИССО

Службы пути 17 дорог ИВЦ

Дорожные серверы АСУ ИССО

Банк данных дорог

Клиенты АСУ ИССО

Около 400 дистанций пути

Рис. 1. Архитектура Автоматизированной информационно-аналитической системы АСУ ИССО

Решение третьей задачи связано с жесткой регламентацией действий всех участников проекта. На железной дороге содержание мостов — это не самостоятельная отрасль, а составная часть путевого хозяйства, и по одной этой причине Автоматизированная информационно-аналитическая система не может рассматриваться изолированно от других систем, связанных с содержанием путевого хозяйства в целом. Выходная информация, формируемая в одной подсистеме, используется в качестве входной или справочной — в другой. Структура и способы организации данных Автоматизированной системы содержания мостов определяются в первую очередь соответствующими требованиями, которые головная система железных дорог предъявляет к своим подсистемам.

Являясь относительно независимыми, все подсистемы объединены между собой базами полигона сети дорог и нормативно-справочной информацией. Разработчики Автоматизированной системы путевого хозяйства (АСУ ПХ) на железнодорожном транспорте прошли долгий путь от разрозненных систем, действующих на базе различных СУБД (систем управления базами данных — Dbase, Paradox, FoxBASE, SQL и др.), до принятия Указания, которое регламентирует использование в АСУ

Четвертая задача (она реализуется в настоящее время) — наполнение баз данных информацией, обеспечение ее полноты и достоверности.

Дальнейшее развитие Автоматизированной информационно-аналитической системы идет по пути развития ее мобильных приложений и интеграции с технологическими диагностическими комплексами и системами мониторинга технического состояния сооружений. В Сибирском государственном университете путей сообщения разрабатывается Автоматизированная система для мобильных устройств — АСУ ИССО (м) на платформе PocketPC под управлением операционной системы Windows Mobile. Она предназначена для специа-

листов, работающих с информацией по искусственным сооружениям без подключения к сети («в поле»). Программное обеспечение, входящее в состав АСУ ИССО (м), разделено на две аппаратно независимых части: программу синхронизации, функционирующую на настольном компьютере, и версию АСУ ИССО (м), предназначенную для КПК.

Программа синхронизации данных — подключаемая задача сетевой версии АСУ ИССО — обеспечивает миграцию данных между базами данных АСУ ИССО v3.0 и АСУ ИССО (м). Общая архитектура взаимодействия компонентов АСУ ИССО (м), обеспечивающая интеграцию мобильного приложения в общее информационное пространство АСУ ПХ, показана на рис. 2.

АСУ ИССО (м), работающая на мобильном устройстве, решает следующие задачи: просмотр данных по ИССО; ввод данных по дефектам и ремонтным работам; формирование основных отчетных форм; формирование произвольных выборок ИССО; обеспечение доступа к нормативно-справочной информации по искусственным сооружениям. АСУ ИССО (м) создается на платформе .net framework, в качестве сервера базы данных, функционирующего на мобильном устройстве, используется Microsoft SQL server CE.

Не рассматривая подробно все аспекты технической диагностики и мониторинга искусственных сооружений, следует отметить, что их основой сейчас являются осмотры, обследования и испытания. Современная степень развития компьютерной техники, средств телекоммуникаций и измерительной аппаратуры позволяет решить проблему технической диагностики мостов на новом уровне. Автоматизированный съем информации с датчиков, расположенных на объекте, через интерфейс типа Blue Tooth открывает перспективы экспресс-диагностики по динамическим параметрам сооружения.

Рис. 2. Общая архитектура взаимодействия компонентов АСУ ИССО