назад

ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ АСУЖТ

В.В. ОБЕРТИНСКИЙ, заведующий отделом ПЭКТС
Н.Н. ЮСУПОВ, заместитель заведующего отделом
З.П. НЕЧУЕВА, главный специалист

 "Автоматика, связь, информатика", №4, 2000

На железных дорогах России накоплен большой опыт по созданию и эксплуатации автоматизированных систем управления. К числу основных таких систем можно отнести автоматизированную систему оперативного управления грузовыми перевозками АСОУП, автоматизированную систему продажи билетов и бронирования мест на поезда дальнего следования ЭКСПРЕСС, единый комплекс интегрированной обработки дорожной ведомости ЕК ИОДВ, автоматизированную систему управления сортировочными станциями АСУСС, автоматизированную комплексную систему фирменного транспортного обслуживания АКС ФТО и др.

Многолетний опыт создания и эксплуатации подобных систем позволяет обобщить проделанную работу и выделить общие принципы создания программно-технических комплексов всех уровней. В первую очередь к ним следует отнести использование преимуществ новейших программных технологий, применение стандартного системного программного обеспечения, а также использование стандартных пакетов программного обеспечения IBM для телекоммуникации и организации взаимодействия локальных вычислительных сетей персональных компьютеров с центральной ЭВМ.

Эти принципы обеспечивают быстрое проектирование и разработку новых систем и приложений, сокращение трудоемкости разработок за счет использования широкого спектра готовых прикладных программ, снижение сроков отладки и внедрения новых задач за счет сокращения ошибок при программировании. Использование новейших технологий позволит начать развитие электронного бизнеса на основе высоко защищенной корпоративной сети ИНТРАНЕТ, отвечающей всем промышленным стандартам.

Другие принципы, такие как использование стандартной аппаратуры передачи данных и развитой сети связи с абонентами системы, обеспечение защиты информации от внешних помех при передаче по линиям связи и при ее обработке, защита от несанкционированного доступа, развитая система диагностики, возможность Upgrade (наращивания) вычислительных мощностей и замены морально устаревших устройств, использование средств самоконтроля, сигнализирующих обслуживающему персоналу в случае отказа оборудования, обеспечили возможность построения мощных, высоко надежных технических комплексов дорожных информационных вычислительных центров ДИВЦ и развитых сетей передачи данных для работы всех уровней системы АСУЖТ. Структурная схема АСУЖТ показана на рисунке.

Следует отметить, что большое значение придавалось принципу снижения стоимости вычислений за счет уменьшения энергоемкости оборудования, снижения затрат на кондиционирование и обслуживание, освобождения используемых площадей. В большинстве производственных отраслей предприятия имеют достаточно самостоятельные системы управления. Степень их самоуправления (горизонтального управления) существенно превышает степень централизации вертикального управления.

В отличие от таких отраслей, железнодорожный транспорт характеризуется централизованной системой управления, преобладанием вертикальных информационных потоков над горизонтальными, постоянным увеличением степени централизации. При этом современный уровень развития информатизации позволяет технически обеспечить переход на прямую систему управления.

Эта особенность порождает необходимость централизации информационных потоков и баз данных на уровне главного вычислительного центра ГВЦ (для реализации функций общесетевого управления) и на дорожном уровне (для реализации функций управления дорогой и ее линейными предприятиями). Поэтому при создании автоматизированных систем управления железнодорожным транспортом использовались следующие принципы организации информационного обеспечения:

Централизация баз данных в ИВЦ дорог и ГВЦ МПС обеспечит необходимое информационное взаимодействие и координацию работ всех органов управления, в том числе ЦФТО и ЦУП.

СТРУКТУРА И АРХИТЕКТУРА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Наиболее выгодным архитектурным решением является создание центральных хранилищ информации на базе мэйнфреймов в ИВЦ дороги и ГВЦ МПС с организацией быстрого доступа к ним со стороны органов управления (в том числе ЦФТО и ЦУП).

В ЦФТО, ЦУП и на линейных предприятиях устанавливаются комплексы АРМ, реализующие технологию работы и обеспечивающие доступ к центральным базам данных.

АРМ, устанавливаемые на линейных предприятиях, связаны с мэйнфреймом ИВЦ дороги и поставляют туда исходную информацию об операциях с объектами и затем используют результаты решения задач в ИВЦ.

Предлагаемый подход позволяет сократить затраты на создание и эксплуатацию вычислительной сети, обеспечить более высокий уровень информационной безопасности, повысить уровень управляемости процессами информатизации, использовать единые системные средства для всех уровней.

Существенное снижение стоимости создания и эксплуатации централизованных вычислительных систем достигается за счет значительно меньших затрат на технические и, особенно, на программные средства. По оценке независимых экспертов, обследовавших более 200 компаний США, стоимость одного рабочего места в централизованной системе в 3 раза меньше, а обработки одной транзакции в 15 раз меньше, чем в распределенной.

Централизация баз данных, в том числе нормативно-справочной информации, и основного программного обеспечения позволит резко поднять уровень сопровождаемости систем по сравнению с сегодняшним. Так, например, любые изменения в натурном листе или правилах определения провозной платы требуют сегодня параллельной адаптации множества систем, что приводит к огромным затратам на эти работы и большим срокам на введение корректировок в действие. Централизация баз данных и основных программных средств создает возможность вернуться к централизованному управлению процессами информатизации. Сегодня любая разработка по АСУ для линейного предприятия выполняется автономно, что породило огромное число самостоятельных систем, слабо связанных в единую систему дороги. В новых условиях основную часть разработок по линейному уровню ЦФТО, ЦУП предлагается строить как дополнение к центральной части сетевых и дорожных систем на мэйнфреймах. При этом централизация баз данных приведет к необходимости проведения согласовании по разработкам любых прикладных задач и систем, а это даст возможность централизовать и управление разработками. Естественно, что центральные базы дорожного, а соответственно, и сетевого уровня должны иметь разумный предел централизации.

Предлагаемый нами подход полностью подтверждается опытом железных дорог США и Германии.

В настоящий момент очень остро стоит проблема обеспечения информационной безопасности. Этому вопросу уделяют много внимания разработчики технических и общесистемных программных средств. Анализ имеющихся в настоящее время программных средств в этой области показал, что наибольших успехов достигла фирма IBM в созданной операционной системе OS/390. Эта система обеспечивает наивысший уровень защиты данных В-1, в то время как остальные системы могут обеспечить лишь С-2. Имеющиеся в OS/390 компоненты (RACF, DСЕ Security Server, LDAP Server и др.) гарантированно защищают информацию.

Отличительной стороной указанных средств защиты информации является возможность их использования как инструмента для реализации собственных методов защиты.

ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ КОМПЛЕКСОВ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

В архитектуре комплекса технических средств системы можно выделить 3 уровня: сетевой (КТС ГВЦ), дорожный (комплекс технических средств дорожного ИВЦ, дорожного центра фирменного транспортного обслуживания (ДЦФТО) и дорожного ЦУП (ДАДЦУ), комплексы АРМ различных средств) и линейный, который включает абонентские пункты АСОУП, установленные на станциях, автоматизированные рабочие места, комплексы автоматизированных рабочих мест, установленных на станциях и объединенных средствами связи.

Комплекс технических средств позволяет собирать, готовить и передавать информацию, обрабатывать ее в реальном масштабе времени, отображать и хранить. Он обеспечивает требуемую надежность функционирования системы, связь с АРМ работников линейных подразделений, возможность наращивания вычислительных мощностей и замены морально устаревших устройств, объединяет все существующие на дорогах локальные информационные сети в единую вычислительную сеть, позволяет организовать информационное взаимодействие имеющихся прикладных систем с будущими прикладными комплексами, которые будут базироваться на современных общесистемных средствах.

Развитие прикладных систем АСУЖТ, прежде всего внедрение различных динамических моделей, ставит перед вычислительными центрами дорог новые задачи. Возникает необходимость дальнейшего наращивания вычислительных мощностей. С другой стороны, в новых экономических условиях хозяйствования при постоянном увеличении стоимости электроэнергии, затрат на содержание больших площадей ИВЦ приходится задуматься о большой энергоемкости, тепловыделении и габаритах используемого оборудования. Наличие широкого спектра современных технических средств делает эту задачу реализуемой и позволяет при их выборе решить три проблемы: существенно снизить эксплуатационные затраты, перейти на новые программные средства и совместить новые системные и инструментальные средства с имеющимся в настоящее время программным обеспечением АСУЖТ.

Переход к новой платформе позволит резко снизить стоимость вычислений, улучшить информационную поддержку пользователей, упростить обслуживание, управление и переход к новым технологиям. Кроме этого, удается исключить простои вычислительного комплекса из-за выхода из строя каналов ввода-вывода, благодаря возможности замены плат без остановки системы и динамической смены конфигурации ввода-вывода без выключения и перезагрузки процессора; автоматизировать процесс диагностики и локализации возникших проблем; защитить от перебоев в электропитании, используя источник питания Lokal UPS IBM.

В статье трудно описать весь спектр современных вычислительных комплексов фирмы IBM. Приведем лишь характеристики серверов S/390 последних поколений Generation 4 и Generation 5. Эти корпоративные серверы высоко масштабируемы и способны легко адаптироваться к новым приложениям новейших информационных технологий, росту числа пользователей Интернета и Интранета. Они могут интегрировать рабочие нагрузки серверных приложений множества альтернативных платформ UNIX.

СЕМЕЙСТВО СЕРВЕРОВ S/390 G4

Дата объявления - июнь 1997 г.; базовая производительность микропроцессора 48 MIPS; кэш-память первого уровня (L1) 64 кбайт; кэш-память второго уровня (L2) 768 кбайт; резервный центральный процессор; криптографический сопроцессор; внутренняя батарея 5 кВт (от 3 до 20 мин); состоит из следующих четырнадцати моделей серверов: RA5-RY5 (48-450 MIPS); оперативная память от 512 Мб до 16 Гб; ESCON каналы (17 Мбайт/с) от 4 до 256; параллельные каналы (4,5 Мбайт/с) от 3 до 96; OSA-2 (Open System Adapter) от 1 до 12 для прямого подключения локальных сетей типа: Ethfernet (10/ 100 Мбит/с, Duplex, 2 порта; Token-Ring (32 Мбит/с, Duplex, 2 порта); FDDI (100 Мбит/с, 1 порт Single/Dual Ring) 155 Мб АТМ (LE).

Поддерживаемые сетевые протоколы: SNA/ APPN, TCP/IP, NFS. Поддерживаемые операционные системы: OS/390 (MVS/ESA), VM/ESA, VSE/ESA.

СЕМЕЙСТВО СЕРВЕРОВ S/390 G5

Дата объявления — август 1998 г.; кэш-память первого уровня (L1) 256 кбайт; кэш-память второго уровня (L2) 8 Мбайт; резервный центральный процессор; криптографический сопроцессор; внутренняя батарея 5 кВт (от 3 до 20 мин); состоит из следующих четырнадцати моделей серверов: RA6-RD6 (88-410 MIPS); T16/R36-RX6 (127-901 MIPS); Y16-YX6 (9152-1069 MIPS).

Оперативная память от 1 до 24 Гбайт. ESCON каналы (17 Мбайт/с) от 0 до 256, шаг приращения 4; FICON каналы от 0 до 24, шаг приращения 1; параллельные каналы (4,5 Мбайт/с) от О до 96, шаг приращения 3/4; OSA-2 (Open System Adapter) от 1 до 12; OSA-Express от 0 до 12, шаг приращения 1 (1 Гб Ethernet IEEE802.3z); поддерживаемые сетевые протоколы: SNA/APPN, ТСР/ОР, NFS; поддерживаемые операционные системы: OS/390 (MVS/ESA), VM/ESA, VSE/ ESA.

Одним из основных принципов создания современных ПТК для всех уровней системы АСУЖТ является унификация программного обеспечения, т. е. переход на стандартные общесистемные программные средства и инструментарий разработки прикладных систем.

Принятые решения о применении для новых систем ЭВМ IBM 9672 и OS/390 позволяют поставить вопрос об использовании единой системы программных средств для создания систем информатизации на всех уровнях. Такой подход возможен благодаря наличию широкого выбора системных и инструментальных средств, созданных фирмой IBM для любого уровня, а также очень широкого диапазона производительности технических средств. Их использование позволит в значительной мере сократить трудоемкость разработок, так как однажды разработанная программа может быть реализована на любом уровне. Все ИВЦ дорог перешли на использование стандартного системного программного обеспечения фирмы IBM, при этом была выбрана OS/390 с MVS/ESA SP. В настоящее время уже начата поставка OS/390 версии 2.8.