Реферат: Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине " информационные технологии управления"

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ


к выполнению курсовой работы

по дисциплине

“ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УПРАВЛЕНИЯ”


1. Цель и содержание курсовой работы.

Тема курсовой работы “Расчет экономической эффективности автомизированной системы диспетчерского управления городским, маршрутизированным транспортом (АСДУ-ГПТ)”

Курсовая работа выполняемая студентами должна состоять из следующих разделов:

-введение;

-исходные данные к курсовому проекту (раздел 1.);

-описание системы и ее декомпозиция по подсистемам и режимам функционирования (раздел 2.);

-определение затрат на создание АСДУ-ГПТ (раздел 3);

-приведение разновременных затрат на создание АСДУ-ГПТ (раздел 4);

-расчет эксплуатационных расходов на АСДУ-ГПТ (раздел 5);

-расчет годовой экономии (прироста прибыли) от создания АСДУ-ГПТ (раздел 6);

-расчет основных показателей экономической эффективности от создания АСДУ-ГПТ ( годового экономического эффекта , срока окупаемости затрат, расчетного коэффициента эффективности затрат ) (раздел 7);

-заключение (раздел 8).

^ 2. Общие методические указания

Рост современных больших городов характеризуется значительным увеличением численности населения и размеров территорий. При этом наблюдается все большее удаление мест жительства от мест приложения труда, возрастает количество пассажиров, пользующихся маршрутизированным транспортом, а также дальность их передвижения. Помимо потерь времени, увеличение дальности передвижения, особенно в часы “пик”, вызывают транспортную усталость и снижает производительность труда. Многие исследования транспортных проблем больших городов показывают, что выход из создавшегося положения заключается в повышении качества обслуживания населения и эффективности работы подвижного состава за счет применения более совершенных методов и средств управления , модернизации и создания принципиально новых транспортных систем. Одним из важных направлений работ в России по разрешению транспортных проблем больших городов является создание АСДУ-ГПТ.

В АСДУ-ГПТ, приведенной в курсовой работе, используется дискретный принцип оперативного управления движением транспортных средств. Он основан на определении местоположения транспортных средств на городских маршрутах во времени ,в фиксированных точках маршрутной сети и передачи в них управляющих воздействий.

Целью создания АСДУ-ГПТ является улучшение качества обслуживания пассажиров и повышение эффективности работы городского маршрутизированного транспорта.Критерий оптимальности системы представляет собой сокращение суммарных затрат времени пассажиров на ожидание транспортных средств за счет организации регулярности перевозочного процесса.

При выполнении курсового проекта предполагается, что при регулярном движении подвижного состава на маршрутах средние затраты времени одного пассажира на ожидание транспортной единицы (ТОЖ) составляют:

TОЖ=I/2,

где I- интервал движения транспортной единицы (ТЕ).

При нарушении регулярности движения подвижного состава на маршрутах средние затраты времени одного пассажира на ожидание транспортной единицы (ТОЖ) составляют:

TОЖ=I/2+2/(2I)

- ср. квадратичное отклонение ТЕ от интервала движения.

^ Техническое обеспечение АСДУ-ГПТ

Комплекс технических средств АСДУ-ГПТ включает:

-устройство транспортной единицы (УТЕ);

- устройство контрольного пункта (УКП);

-устройство cвязи с периферийным оборудованием (УСПО);

-управляющий вычислительный комплекс (УВК);

-рабочие станции диспетчеров (РС).

УТЕ обеспечивает формирование и передачу на УКП сигнала следующего вида: i=f(a,b,c,d) , где i- информационная посылка, включающая: a-код маршрута; b-код ТЕ ; c-признак смены водителя; d-заполняемость салона (если проводится обследование пассажиропотоков).

На каждом маршруте в зависимости от его протяженности устанавливается ряд УКП.УКП устанавливаются на остановочных пунктах, обладающих значительным пассажирообменом, на пересечениях с другими маршрутами и в их конце.




УКП маршрут 2 УКП

маршрут 1

УКП

УТЕ УТЕ

УКП КС КС КС УКП




КС УСПО КС

ЦДС УВК




РС РС


Рис .1 Структура комплекса технических средств АСДУ-ГПТ

УКП предназначены для приема информации с УТЕ и ретрансляции ее по каналам связи (КС) на центральную диспетчерскую станцию (ЦДС). Передача информации с УТЕ на УКП производится через эфир при помощи индуктивных контуров, которые устанавливается, например, под дорожным полотном недалеко от мест дислокации УКП.Одно УКП может обслуживать несколько маршрутов (до 8 маршрутов), поэтому его экономически целесообразно устанавливать на пересечениях маршрутов. По прибытии ТЕ на остановочный пункт, совмещенный с УКП, включается передатчик УТЕ и на УКП передается информация, которая по КС через УСПО передается на УВК.

Аппаратура ЦДС, включающая УСПО, УВК , РС, осуществляет прием и обработку информации, поступающей с УТЕ с целью выявления фактов отклонения движения подвижного состава от расписаний.

^ Программное обеспечение АСДУ-ГПТ

Программное обеспечение АСДУ-ГПТ включает: операционную систему реального времени ( ОСРВ) , функциональное программное обеспечение на технологические алгоритмы автоматизированной системы. ОСРВ выполняет функии диспетчеризации работы технологических программ, управление операциями ввода- вывода, контроль работоспособности комплекса технических средств (КТС). Кроме того ОСРВ обеспечивает текущее распределение ресурсов УВК и состоит из генератора ОСРВ( программы-загрузки) и набора драйверов( программ, управляющих устройствами УВК).

Функциональное программное обеспечение реализует технологические программы, как по основным функциям управления, так и по режимам функционирования автоматицированной системы, включающим режимы начального запуска (НЗ), нормального функционирования (НФ) , вечернего окончания работы (ВОКР), послеаварийного восстановления (ПАВ).Режим НЗ включает технологические программы оперативного планирования (составления расписаний) движения транспортных средств.Режим НФ- реализует технологические программы диспетчерского контроля и оперативного управления транспортными средствами.Режим ВОКР- реализует технологические программы составления диспетчерской и других видов отчетности.Режим ПАВ- обеспечивает восстановление предаварийного состояния системы и ее настройку в соотвветствии с текущим состоянием обьекта управления .

Технологические программы оперативного планирования обеспечивают информационное взаимодействие УВК с парками ( депо) и позволяют:

- определять необходимое количество и типы ТЕ в соответствии с фактическими пассажиропотоками и готовностью подвижного состава к выпуску на линию;

-определять рациональные режимы труда водителей, а также составлять маршрутные и поездные расписания;

- выбирать моменты времени выхода ТЕ из парка (депо) на линию, т.е. формировать наряда на выпуск.

Технологические программы контроля обеспечивают:

-прием информационных заявок ТЕ на контрольных пунктах;

-определение отклонения фактического времени прибытия ТЕ на УКП от планового (заложенного в расписание) и сравнение этой величины с допустимой величиной отклонения;

- определение фактов непроследования ТЕ мимо УКП;

- определение фактов переполнения салона ТЕ.

Технологические программы оперативного управления обеспечивают:

- выбор наиболее рациональных методов диспетчерского управления.Этот выбор осуществляется на основе количественных оценок эффективности управления в соответствии с выбранным критерием оптимальности.При этом используются следующие методы диспетчерских воздействий: нагон и замедление в пути; увеличение времени отстоя ТЕ на конечных пунктах маршрута; ввод укороченного рейса; ввода резервной ТЕ; переключение ТЕ с одного маршрута на другой; ввода оперативного интервала и пр.;

Технологические программы диспетчерской отчетности выполняют функции формирования и вывод на печать данных:

- о работе каждого водителя (количество выполненных рейсов, из них регулярных, нерегулярных);

- по транспортным предприятиям ( о выпуске подвижного состава на линию , о регулярности движения , о сходах ТЕ на линии);

о работе диспетчеров (операторов) ЦДС ( количество выполненных и невыполненных рекомендаций);

- в целом о перевозочном процессе города (общий объем перевозок пассажиров по городу , по часам суток ; картограммы пассажиропотоков по маршрутам ;общий выпуск ТЕ на линию ).

^ Организационное обеспечение АСДУ-ГПТ

В основу оргструктуры АСДУ-ГПТ должна быть положена структура, которая реализует рациональным образом технологию диспетчерского управления городским маршрутизированным транспортом. Проектирование оргструктуры АСДУ-ГПТ, в т.ч. определение штатной структуры и численности управленнческого персонала , может включать в себя следующие три этапа; анализ функций системы диспетчерского управления и построение “ дерева целей”; разработку и моделирование вариантов штатной структуры и численности персонала ЦДС в АСДУ-ГПТ; разработку дожностных и операционных инструкций, а так же системы материалного стимулирования работы аппарата управления и водителей в новых условиях.

Обеспечение регулярности

движения





Обеспечение Обеспечение Обеспечение

своевременного оперативного оперативного

выпуска ТЕ руководства восстановления ТЕ

на линию движением ТЕ на линии при сходах на линии



1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 3.2





Обеспечение надежности

функционирования

АСДУ-ГПТ



4.1 4.2 4.3

Рис.2 Функции диспечерского управления городским маршрутизированным транспортом.

Условные обозначения:

1.1- обмен информацией между ЦДС и транспортным предприятием (ТП), о готовности ТЕ к выпуску;

1.2- формирование наряда на выпуск ТЕ из ТП;

2.1- двухсторонняя связь диспетчера с водителем ТЕ;

2.2- получение информации о фактическом движении ТЕ;

2.3- выработка управляющих диспетчерских воздействий;

2.4- передача управляющих воздействий;

3.1- получение информации о сходах (в т.ч. поломках) ТЕ на линии;

3.2- контроль за восстановлением ТЕ в ТП;

3.3- передача информации о выходе восстановленной ТЕ на линию;

4.1- обеспечение надежности функционирования УВК;

4.2- ремонт и обслуживание периферийного оборудования (УТЕ,УКП);

4.3- эксплуатация программного, математического и пр. обеспечения.

При анализе функционирования диспетчерского управления ГПТ может использоваться программно-целевой подход и разработка “ дерева целей” (Рис.2).Фрагмент проектирования оргструктуры АСДУ-ГПТ представлен в таблице №1.

Таблица №1


Цели и задачи

Исполнители




Диспетчер транспортного предприятия

Линейный
диспетчер

Диспетчер ЦДС

1.1

+/+







1.2

+/+







2.1




+/-

-/+

2.2




+/-

-/+

2.3




+/-

-/+

2.4




+/-

-/+

3.1




+/-

+/+

3.2

+/-




-/+

3.3

+/+

+/-

+/+

Анализ таблицы №1 показывает, что персонал линейных диспетчеров при создании АСДУ-ГПТ не выполняет ни одной системной функции, следовательно,надобность в нем отсутствует. Из анализа этой же таблицы следует, что для ЦДС в условиях функционирования АСДУ-ГПТ необходимо вводить новые структурные подразделения -ВЦ и должности программистов, математиков, электронщиков.

Таким образом, вариант новой структуры ЦДС можно представить следующим образом:





Начальник

ЦДС





1 зам.начальника ЦДС 2 зам.начальника ЦДС 3 зам.начальника ЦДС

(блок подготовки (блок руководства (блок восстановления

движения) движением) движения)





Диспетчеры Директор ВЦ Диспетчеры Диспетчеры ТП

парка ( депо) 1.персонал УВК ЦДС по по восстановл.

по выпуску 2.персонал оперативному. ТЕ

ТЕ на линию периферии управлению в транспортн.

3 математики, движением ТЕ предприят.

программисты на линии


Рис. 3 Структура ЦДС в условиях функционирования АСДУ-ГПТ.

Одним из основных вопросов формирования оргструктуры АСДУ-ГПТ является определение количественного состава диспетчеров ЦДС по оперативному управлению движением ТЕ на маршрутах. Учитывая вероятностный характер поступления информации, количество диспетчеров можно определить следующим образом. Диспетчерский персонал ЦДС в условиях функционирования АСДУ-ГПТ можно рассматривать, как систему массового обслуживания содержащую m-ослуживающих каналов, на вход которых поступает пуассоновский поток требований определенной интенсивности на обслуживание ТЕ. Время обслуживания каждого требования, учитывая быстродействие УВК, можно считать постоянным, интенсивность диспетчерских воздействий зависит от отклонения ТЕ от расписания. Такая модель системы массового обслуживания позволяет при известной интенсивности требований, времени его обслуживания определить количество каналов (диспетчеров), при наличии которых вероятность отказа в обслуживании ТЕ достаточно мала , например , равна 0.001.

Для других подразделений оргструктуры ЦДС численность может быть определена в соответствии с нормативными требованиями.

^ 3. Определение экономической эффективность АСДУ-ГПТ

Создание АСДУ-ГПТ (это общегородская автоматизированная система) требует больших затрат, поэтому возникает вопрос об эффективности вложений. Основными показателями определяющими экономическую эффективность затрат на создание автоматизированных систем управления являются:

-годовая экономия ( годовой прирост прибыли)- Э;

-годовой экономический эффект -Эг;

-срок окупаемости затрат -Т;

-расчетный коэффициент эффективности затрат - Ер.

Что касается экономической эффективности АСДУ-ГПТ, то создание подобной автоматизированной системы, существенно улучшая регулярность движения на городских маршрутах, позволяет получить прибыль за счет :

-увеличения объема пассажирских перевозок (достигается за счет привлечения дополнительного количества пассажиров, едущих на короткие расстояния);

-улучшения оплаты проезда пассажирами (достигается за счет повышения комфортабельности поездки);

-высвобождения административно-управленческого персонала (достигается за счет сокращения линейных диспетчеров);

-сокращения суммарных затрат времени пассажиров на ожидание транспортных средств.

Первые три фактора обеспечивают годовую прибыль транспортному предприятию, а последний фактор составляет денежный эквивалент экономии затрат времени пассажиров на передвижения, т.е. внешнюю народнохозяйственную экономию.

Годовая экономия рассчитывается по формуле:

Э = ((Q2-Q1)/Q1) П1 + (S 1- S2 )Q2 + Цпч (T1-T2)Q2, (1)

где Q1, Q2- годовой объем пассажирских перевозок соответственно до и после внедрения автоматизированной системы, тыс. руб

П1- прибыль от перевозок до внедрения системы, тыс. руб.;

S1, S2- себестоимость перевозки одного пассажира, соответственно до и после внедрения АСДУ, коп.;

ЦПЧ - цена одного пассажиро-часа;

Т1, Т2- средние затраты времени пассажира на ожидание транспортного средства до и после внедрения АСДУ,

Таким образом, первое слагаемое ф-лы (1) - это годовой прирост прибыли получаемый за счет роста объема пассажирских перевозок, второе слагаемое - годовой прирост прибыли за счет снижения транспортных издержек, а третье слагаемое - денежный эквивалент экономии суммарных затрат времени пассажиров на ожидание.

Годовой объем перевозок пассажиров соответственно до и после внедрения АСДУ-ГПТ (Q1, Q2) можно определить по формулам:

Q1=(DK N1TH1q11VЭ1)/l1

Q2=(DK N2TH2q22VЭ2)/l2 , (2),

где Dk- количество календарных дней в году;

N- количество транспортных единиц (ТЕ) на маршрутах города

1, 2 -коэффициенты выпуска ТЕ на линию, соответственно до и после внедрения системы;

TH1, TH2- средняя продолжительность работы ТЕ на линии (время в наряде), соответственно до и после внедрения системы (час.);

q- номинальная вместимость ТЕ (пас.)

1 , 2- коэффициенты использования вместимости, соответственно до и после внедрения системы;

1, 2- коэффициенты использования пробега, соответственно до и после внедрения системы;

VЭ1, VЭ2- средняя эксплуатационная скорость ТЕ , соответственно до и после внедрения системы, (км/час);

l1 ,l2- средняя дальность поездки пассажира, соответственно до и после внедрения системы ( км.).

Из очевидных соображений внедрение системы не изменяет значения D, q, N. Однако, внедрение АСДУ-ГПТ, улучшая качество транспортного обслуживания пассажиров за счет организации регулярности движения, сокращает затраты времени пассажиров на ожидание и способствует дополнительному притоку пассажиров, едущих на короткие расстояния. Отсюда следует, что l2 < l1, 2 > 1, Q2 > Q1.Кроме того, как показывает практика, внедрение АСДУ-ГПТ улучшает такие технико-эксплуатационные показатели, как

2 > 1, 2 > 1, (3)

Себестоимость перевозки одного пассажира до и после внедрения АСДУ-ГПТ на среднюю дальность поездки можно рассчитать по следующей формуле:

S=C/(q), (4)

где С - затраты на одну поездку.

Затраты на одну поездку можно определить как:

С = СЗ + СГ + СС + СШ + СР + СК + СН , (5)

СЗ - расход заработной платы водителей с начислениями;

СГ- затраты на горючее (электроэнергию);

СС- затраты на смазочные и прочие эксплуатационные материалы;

СШ- затраты на ремонт и восстановление шин;

СР- затраты на техобслуживание и эксплуатационный ремонт подвижного состава;

CК-затраты на капремонт;

СН- накладные расходы.

Расход заработной платы водителей с начислениями на одну поездку (СЗ) определяется по формуле:

CЗ=S1 (1/(VЭ)) , (6)

где S1 - расход заработной платы водителей с начислениями на один автомобиле-час.

Затраты на электроэнергию (горючее), смазочные и прочие эксплуатационные материалы, на восстановление и ремонт шин, текущее обслуживание и эксплуатационный ремонт, амортизацию на капремонт и восстановление определяются по формуле:

Ci=Si ( l /) , (7)

где Si - затраты на 1-ин км пробега по рассчитываемой статье.

С учетом того, что ( l2 < l1, 2 > 1, VЭ2 > VЭ1), из формул (6, 7) следует, что затраты { СЗ, СГ, СС, СШ, СР, СК, СВ, }после внедрения АСДУ-ГПТ уменьшаются.

Что касается накладных расходов на одну поездку пассажира, то они могу быть определены по следующей ф-ле:

CH=SH(1 /(VЭ) , (8)

где SН - накладные расходы на один автомобиле-час работы подвижного состава.

Накладные расходы на один автомобиле-час после внедрения АСДУ-ГПТ можно определить, как

SH2=SH1-((ЭУ-CЭКС)/R2) , (9)

где SH1 ,SH2 - накладные расходы на один автомобиле-час до и после внедрения системы;

ЭУ- экономия от сокращения административно-управленческого персонала (например, линейных диспетчеров);

СЭКС -годовые эксплуатационные затраты, связанные с функционированием системы;

R2- автомобиле-часы в наряде после внедрения системы.

^ Затраты на создание АСДУ-ГПТ

Затраты (КАСДУ) на создание АСДУ-ГПТ представляют собой сумму затрат, необходимых для разработки и внедрения системы. Эти затраты могут быть определены по формуле;

КАСДУ = К1 + К2  К3 , (10)

где К1- предпроизводственные затраты на создание АСДУ-ГПТ;

К2- капитальные вложения на создание АСДУ-ГПТ;

К3- остаточная стоимость высвобождаемого (ликвидируемого) оборудования, устройств, зданий, сооружений (в курсовой работе К3 не учитываются).

^ Предпроизводственные затраты. (К1) представляет собой затраты, связанные с разработкой и внедрением технорабочей документации на систему. Исходя из основных этапов создания ИСУ, предпроизводственные затраты можно определить по следующей формуле:

К1 = КТЭО + КТЗ + КТП + КРП + КОЭ, (11)

где КТЭО - затраты на разработку технико-экономического обоснования на систему;

КТЗ - затраты на разработку технического задания на проектирование системы;

КТП - затраты на разработку технического проекта;

КРП - затраты на разработку рабочего проекта;

КОЭ - затраты на опытную эксплуатацию системы.

^ Капитальные вложения в основном представляют собой затраты, связанные с приобретением комплекса технических средств (КТС), его транспортировкой, монтажом и наладкой, а также со строительством (реконструкцией) помещений для размещения КТС и персонала. Расчет капитальных вложений (К2) ведется по формуле:

К2 = КЭВМ + КПО + КУМНЭВМ+КУМНПО + КЗД (12)

где КЭВМ- затраты на приобретение ЭВМ;

К ПО- затраты на приобретение периферийного оборудования;

КУМНЭВМ-затраты на установку, монтаж и наладку ЭВМ принимаются равными 10% ее стоимости);

КУМНПО- затраты на установку, монтаж и наладку периферийного оборудования (принимаются равными 5% их стоимости);

КЗД - затраты на строительство (реконструкцию) здания ВЦ

Затраты на приобретение периферийного оборудования для АСДУ-ГПТ определяются по формуле:

К ПО= ЦУТЕ  NУТЕ + ЦУКП  NУКП + ЦУСПО  NУСПО , (13)

где {ЦУТЕ, ЦУКП, ЦУСПО}- соответственно цена одного устройства транспортной единицы (УТЕ), контрольного пункта (УКП), устройства связи с периферийным оборудованием (УСПО), а {NУТЕ, NУКП, NУСПО}- соответствующие количества устройств УТЕ, УКП, УСПО.

^ Текущие (эксплуатационные) расходы

Текущие затраты (СЭКС), связанные с обеспечением режима промышленной эксплуатации АСДУ-ГПТ, рассчитываются по формуле:

СЭКС = З + А + СР + СМ + СЭЛ + СЛС +СН, (14)

З - основная и дополнительная (принимается равной 6% от основной) заработная плата персонала АСДУ-ГПТ;

А- годовые амортизационные отчисления на основные фонды системы(норма амортизации на средства вычислительной техники и периферийного оборудования-12% от их стоимости, зданий -3% от их стоимости);

СР- затраты на текущий и профилактический ремонт оборудования системы (принимаются равными 2,5 - 5% стоимости комплекса технических средств);

СМ- затраты на материалы, необходимые для функционирования АСДУ (составляют 1-2% стоимости комплекса технических средств);

СЭЛ- стоимость электроэнергии, потребляемой оборудованием АСДУ;

СЛС- арендная плата за пользование некоммутируемыми линиями связи городской телефонной сети (количество арендуемых линий связи принимается равным количеству УКП ,плата за пользование одной телефонной парой-12 руб. в месяц)).

СН- накладные расходы (принимаются равными 60% от фонда основной зарплаты персонала АСДУ);

^ Приведение разновременных затрат на создание АСДУ-ГПТ

В расчетах экономической эффективности должно быть учтено влияние фактора времени, которое проявляется в том, что средства для финансирования системы фактически изымаются из оборота, не принося дохода.Если использовать эти средства в другой сфере, то они , например, могут быть вложены в коммерческие, посреднические операции, в выпуск готовой продукции и дать прибыль в размере:

Р=ЕН  КАСДУ (15)

где ЕН- нормативный коэффициент приведения разновременных затрат ( принимается для АСДУ-ГПТ равным -10%).

Однако, система, которая еще не введена в эксплуатацию, не дает прибыль, а это эквивалентно тому , что затраты к началу второго года как бы вырастают до величины:

К2=К1+ ЕН К1=К1(1+ ЕН) (16)

К началу третьего года они уже составят:

К3= К2+ ЕН  К2=К2(1+ ЕН)= К1(1+ ЕН) (1+ ЕН)= К1(1+ ЕН)2 (17)

Обычно затраты приводятся к началу промышленной эксплуатации системы.Приведенную величину суммарных капитальных вложений при создании системы можно опредить по формуле:

Кпр=Кi(1+Ен)Т-i, (18)

iT

где Кi-вложения по каждому i-му годy создания системы;

Т- количество лет, отделяющих начало создания системы от ее промышленной эксплуатации:


^ 4. Расчет экономической эффективности АСДУ-ГПТ с использованием табличного процессора Excel

Значения {К, P, F, S, N1, N2, N3,, D} принимаются по табл.4 в зависимости от номера варианта и задаются после вызова Excel и табличного файла asdu.xls в процессе диалога с ПЭВМ.


^ 5. Оформление и защита курсовой работы

Курсовая работа оформляется в виде расчетно- пояснительной записки на бумаге стандартного формата с использованием одной стороны листа. В пояснительной записки приводятся : декомпозиция на функциональные подсистемы и режимы функционирования; расчеты экономической эффективности АСДУ-ГПТ , выполненные вручную, а также с использованием табличного процессора Excel.В пояснительной записки делается вывод, в котором содержится оценка эффективности выделения затрат на создание системы.

Курсовая работа должна иметь титульный лист, оглавление и список используемой литературы.Выполненная и оформленная курсовая работа допускается к защите после проверки ее руководителем, либо после исправления ошибок и защищается перед комиссией, состоящей из преподавателей кафедры.