Пояснительная записка (1210991), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Процесс подготовки путевого развития станции для следования поезда или маневровой работы называют заданием, или установкой маршрута. Задать (установить) маршрут — это значит перевести хо­довые и охранные стрелки в требуемое положение и замкнуть их, проверить условия безопасности движения по всем элементам мар­шрута, включить на соответствующем светофоре разрешающее по­казание. При задании маршрута до открытия светофора, разрешающего движение по задаваемому маршруту, в устройствах ЭЦ необходимо исключить возможность перевода ходовых и охранных стрелок, входящих в данный маршрут, т. е. замкнуть стрелки и исключить возможность задания маршрутов, враждебных задаваемому, т.е. выполнить замыкание маршрута. Далее включить на светофоре разрешающее сигнальное показание с проверкой фактического выполне­ния требований замыкания маршрута. Такой алгоритм функциони­рования системы ЭЦ гарантирует безопасность движения поездов: вначале замыкаются стрелки и исключаются враждебные маршруты, а затем открывается светофор. Процесс, обратный замыканию, называется размыканием маршрута.

Передача данных между рабочими местами поездного диспетчера и дежурного по станции осуществляется посредством сервера баз данных InterBase SQL Server. Управление станциями осуществляется также через базу данных полигона.

В режиме диспетчерского управления станцией при произведении манипуляций на пульт-табло данные о действиях поездного диспетчера отображаются в базе данных, откуда затем считываются и обрабатываются программой-тренажером станции.

1. Информационное обеспечение имитационной модели

Можно выделить несколько главных модулей тренажерного комплекса:

• имитационные модели на станциях;

• имитационные модели ДНЦ;

• системы моделирования и визуализации искусственного мира;

• система формирования и архивации документов;

• база данных;

• система непрерывного моделирования в масштабе реального времени;

• подсистема поддержки принятия решений и управления распределением ресурсов.

Имитационные модели ДНЦ реализуют дистанционное управление станциями, входящими в диспетчерский круг, визуализацию графика движения поездов в реальном масштабе времени, создание поездных ситуаций, получение данных о состоянии прилегающих участков соседних станций, о действиях ДСП на станциях и передачу информации в базу данных.

На сервере хранятся базы данных всего учебно-тренировочного центра, которые содержат натурные листы поездов, график движения поездов и т.д.

Система непрерывного моделирования в масштабе реального времени обеспечивает синхронизацию процессов в составных частях тренажерного комплекса.

Подсистема поддержки принятия решений распределением ресурсов управляет предоставлением ресурсов ПЭВМ тем или иным частям тренажера.

Модульность и наращиваемость комплекса позволяет обеспечить управление станцией с любым путевым развитием. Математическая модель имеет полную функциональную совместимость с действующими станционными системами централизации, а универсальность тренажера позволяет адаптировать его к любой системе централизации и техническим средствам управления.

Тренажер дежурного по станции обеспечивает управление движением поездов по учебной станции и прилегающим участкам железной дороги, отвечает всем требованиям функционирования устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, создает нестандартные ситуации и отказы устройств. Он состоит из персонального компьютера, пульта-табло дежурного по станции и программного обеспечения. Аппаратные и программные средства позволяют вводить дополнительные изменения без коренной реконструкции тренажера. Тренажер позволяет решать задачи оперативного управления перевозочным процессом, формировать модели перевозок, обучать работе за пультом, обрабатывать наиболее характерные ситуации, возникающие при движении поездов и маневровой работе, выполнять операции с поездами и группами вагонов, обеспечивать прием и отправление поездов в особых условиях, отрабатывать действия оператора при неисправностях устройств СЦБ, словом, организовать наиболее эффективный способ подготовки специалистов на действующих устройствах в игровой манере в лабораторных условиях.

На основе тренажера дежурного по станции, технологических и эксплуатационных потоков создается информационная база данных и каналы обмена информацией. Технология оперативного управления на любом уровне, в конечном счете, сводится к реализации вполне определенной последовательности функций, образующих замкнутый круг управления. К числу этих функций относятся: планирование и принятие решений, формирование и выдача команд управления, контроль над их выполнением и выявление отклонений, прогнозирование воздействий этих отклонений, разработка мер по предотвращению или ликвидации возникающих по отклонениям последствий, корректировка плана или задания. Таким образом, создание тренажера поездного диспетчера базируется на комплексе технических средств и программных продуктов, позволяющих осуществлять автоматический съем необходимой информации.

1. База данных и система управления

База данных – совокупность хранящихся вместе данных, обслуживаемый СУБД, организованных по определенным правилам, предусматривающим общие принципы описания, хранения и манипулирования, независимая от прикладных программ. Является информационной моделью предметной области. Обращение к базам данных осуществляется с помощью системы управления базами данных (СУБД), что позволяет производить определенные действия (добавление, удаление, изменение, копирование, упорядочивание и т.д.).

Система управления базами данных (СУБД) — это система программного обеспечения, позволяющая обрабатывать обращения к базе данных, поступающие от прикладных программ конечных пользователей. Функциональные возможности разных СУБД лежат в весьма широком диапазоне, начиная от базовых возможностей и заканчивая тем, что некоторые комплексы содержат в себе специализированные языки программирования и системы визуальной разработки, генераторы сложных отчетов, аналитические модули.

Одна и та же база данных, в зависимости от того, как на нее смотреть может быть представлена по-разному. Число уровней описания зависит от реализации сервера баз данных или от реализации СУБД. Существует одноуровневая, двухуровневая и трехуровневая системы управления базами данных. Логическая структура, с которой взаимодействует пользователь, отделена от физической структуры баз данных, с которой взаимодействует машина.

В настоящее время используются в основном трехуровневые системы, которые имеют три уровня абстракции и на которых можно осуществлять взаимодействие с БД.

Трехуровневая структура содержит в себе:

• внешний уровень;

• внутренний уровень;

• связь между внешним (пользовательским интерфейсом) и внутренним (физическое представление данных).

СУБД обеспечивает выполнение двух групп функций:

• предоставление доступа к базе данных прикладному программному обеспечению (или квалифицированным пользователям);

• управление хранением и обработкой данных в БД.

Рисунок 1.1 - Трехуровневая структура базы данных

1. Функции баз данных

Неотъемлемой частью и важной функцией баз данных – это хранение информации. Для быстрого, удобного и интуитивно-понятного использования информации в базе она в первую очередь должна быть упорядочена, что позволяет сократить аппаратные ресурсы для обслуживания.

Вторая, не менее важная функция – ввод данных. База данных должна заполняться средствами, наиболее полно автоматизирующими этот процесс.

Автоматизация также является одной из основных функций БД. Под автоматизацией, как правило, понимают автоматическое создание выходных документов и пересчет данных.

1. Структура баз данных

По принципу хранения данных и виду организации базы данных разделяются на следующие основные фактографические модели представления данных:

• иерархическая;

• сетевая;

• реляционная;

• объектно-ориентированная.

Иерархическая модель позволяет строить БД с иерархической древовидной структурой и применялось в начале 60–х годов. В основе данной модели лежит понятие дерева. В иерархических моделях данных используется ориентация древовидной структуры от корня к листьям. Данные здесь делятся на две категории: главные и подчиненные. Таким образом, один тип объекта является главным, а остальные, находящиеся на более низких ступенях иерархии - подчиненными.

Рисунок 1.2 - Пример иерархической базы данных

Сетевая модель позволяет организовывать БД, структура которых представляется в виде произвольного графа. Особенностью сетевой модели является жесткость структуры и высокая сложность ее организации, а также то, что структура данных задается на этапе проектирования и не может быть изменена выполнении доступа к данным. Каждая вершина графа хранит экземпляры записей одного типа и сведения о групповых отношениях с записями других типов.

Каждая запись может хранить произвольное количество значений атрибутов, характеризующих экземпляр сущности. Для каждого типа записи выделяется первичный ключ – атрибут, значение которого позволяет однозначно идентифицировать запись среди экземпляров записей данного типа. В сетевой модели принято свободная связь между элементами разных уровней, т.е. она допускает связи "многие ко многим".

Достоинством сетевой модели данных является возможность эффективной реализации по показателям затрат памяти и оперативности.

В сравнении с иерархической моделью сетевая модель предоставляет большие возможности в смысле допустимости образования произвольных связей.

Рисунок 1.3 - Пример сетевой базы данных

Реляционная модель данных является наиболее широко распространенной моделью данных и единственной из трёх основных моделей данных. Базовой структурой модели является отношение, которое представляет собой множество элементов и которое может принимать элемент данных (например, множество целых чисел, множество дат, множество комбинаций символов). Отношение содержит данные о сущностях определённого типа.

В строках таблиц часть полей содержит данные, относящиеся непосредственно к записи, а часть — ссылки на записи других таблиц. Таким образом, связи между записями являются неотъемлемым свойством реляционной модели. Каждая запись таблицы имеет одинаковую структуру.

Рисунок 1.4 - Пример реляционной базы данных

Список операций в реляционной модели, которыми можно воздействовать на таблицы таким образом, что результатом снова окажется таблица:

• ограничение – исключение из таблицы некоторых строк;

• проекция – исключение из таблицы некоторых столбцов;

• объединение – объединение множеств строк двух таблиц;

• разность – разность множеств строк двух таблиц;

• производные операции;

• группа операций соединения;

• пересечение – пересечение множеств строк двух таблиц;

• расширение – добавление новых столбцов в таблицу;

• суммирование – в новой таблице с меньшим, чем в исходной, числом строк, строки получены как агрегирование (например, суммиро­вание по ка­кому-то столбцу) строк исходной таблицы.

Помимо основных таблиц, изначально присутствующих в базе дан­ных, приве­денные операции позволяют получать выводимые таблицы – представле­ния, получаемые в результате применения операций [3].

1. Архитектура распределенных СУБД

Существует множество видов архитектур информационных систем. В зависимости от взаимного расположения приложения и БД можно выделить локальные и удаленные БД.

Расположение БД в значительной степени влияет на разработку приложения, обрабатывающего содержащиеся в этой базе данные. Delphi-приложение осуществляет доступ к БД через BDE (Borland Database Engine – процессор баз данных фирмы Borland). BDE представляет собой совокупность динамических библиотек и драйверов, обеспечивающих доступ к данным. BDE должен устанавливаться на всех компьютерах, на которых выполняются Delphi-приложения, осуществляющие работу с БД. Приложение через BDE передает запрос к базе данных, а обратно получает требуемые данные [4].

В локальной архитектуре информационной системы работа с БД происходит, как правило, в однопользовательском режиме. При необходимости можно запустить на компьютере другое приложение, одновременно осуществляющее доступ к этим же данным.

Для управления совместным доступом к БД необходимы специальные средства контроля и защиты. Эти средства могут понадобиться, например, в случае, когда приложение пытается изменить запись, которую редактирует другое приложение.

Для доступа к локальной БД процессор баз данных BDE использует стандартные драйверы, которые позволяют работать с форматами БД dBase, Paradox, FoxPro, а также с текстовыми файлами [9].

Рисунок 1.5 - Локальная архитектура информационной системы

Архитектуры с файл-сервером обычно применяется в сетях с небольшим количеством пользователей и отражает схему, в которой клиент выполняет большую часть обработки данных, а сервер только управляет хранением и извлечением данных, фактически выбор записей при выборе строки из таблицы происходит на стороне клиента, а не сервера.

Информационные системы типа файл-сервер можно строить двумя способами:

• с использованием несетевых СУБД, предназначенных для применения на отдельной машине;

• с использованием сетевых СУБД, разрабатываемых для применения в ЛВС.

Архитектура «файл-сервер» обычно применяется в сетях с небольшим количеством пользователей, для ее реализации подходят персональные СУБД, например, Paradox или dBase.

Характеристики

Список файлов ВКР