SZÁMÍTÓGÉPPEL INTEGRÁLT SZÁLLÍTÁS MODELLEZÉSE (MODELING OF COMPUTER INTEGRATED TRANSPORTATION) Csiszár Csaba, csiszar@kku.bme.hu Westsik György Budapesti Műszaki Egyetem Közlekedésméröki Kar Közlekedésüzemi Taszék Abstract The moder cotrol of physical processes of trasportatio requires the developmet ad the the itegratio of computer aided fuctioal subsystems. I this itegrated system have to create a database workig as a etwork cetre. Exact modelig is idispesable i aalytic ad desig work. The preseted metamodel ivolvs the geeral ier structure ad the geeral alphaumerical model of computer aided subsystems. The coectio model of the computer aided subsystems helps aalysis, evaluatio ad desig of the complex iformatio system of computer itegrated trasportatio. 1. A számítógéppel itegrált szállítás előzméyei és alapjai 1.1. A CIT létrejöttéek diszcipliáris és techikai előzméyei A számítógéppel itegrált szállítás (Computer Itegrated Trasportatio=CIT) kialakulását hosszú idejű fejlődés előzte meg. A külöböző tudomáyágak, valamit a techika területé elért eredméyek tették lehetővé a közlekedésbe egy magas itegráltsági fokú redszer megalkotását. A számítógéppel itegrált szállítás jellegzetes iterdiszcipliáris szakterület. Léyege a korszerű szállítási techológia és a telematika, azaz az iformációtechológia és a telekommuikációs techika eszközredszeréek redszerszemléletű itegrálásába va. A számítógéppel itegrált szállítási redszer céljaiak eléréséhez külöböző tudomáyterületek törvéyszerűségeit, eredméyeit haszálja fel. Szoros kapcsolatba áll a természet és a műszaki tudomáyok számos ágával. A modellek olya tudomáyterületekre támaszkodak, amelyek a boyolult folyamatok komplex tervezéséek, szervezéséek és iráyításáak tudomáyos megalapozására alakultak ki. Ezek közül elsősorba a kiberetika, az iformációelmélet, az iformatika, a telematika, a redszerelmélet, a redszertechika és a redszerelemzés játszaak meghatározó szerepet. A számítógéppel itegrált szállítási redszer gyakorlati megvalósításához számos szakterület ismereteit kell felhaszáli. Ezek a szakterületek a közlekedési tudomáyág részei, mit például a közlekedési hálózatok, a járművek, a közlekedési automaták, közlekedési folyamatok, közlekedési üzemta, közlekedés szervezés, közlekedés gazdaságta, közlekedési telematika, közlekedési iformatika. 1
A techikai eszközöket tekitve a közlekedési automaták, a telekommuikációs techikák, és a számítógépek területé végbemet jeletős fejlődés járult hozzá az itegrált szállítási redszer kialakulásához. 1.2. A számítógéppel itegrált gyártás (CIM), mit előzméy A számítógéppel itegrált szállítás létrejöttekor merítei kell a számítógéppel itegrált gyártás (Computer Itegrated Maufacturig=CIM) tapasztalataiból [1]. Az itegrált gyártás fogalma az 1970-es évek elejé született, a mai értelmezés szerit a számítógéppel itegrált gyártás fogalmá a számítógépek itegrált felhaszálását értik a termeléssel összefüggőmide területe, a tervezéstől az ellátáso át az átfogó iformációs redszerig. Léyegébe tehát a külöféle, előállítással összefüggő fukciók számítógépek által támogatott redszereiek egységes iformációs redszerré építéséről va szó [2]. 1.3. A számítógéppel itegrált szállítás defiíciója A számítógéppel itegrált szállítási redszer metamodelljéek megalkotásakor azo általáosítható elvek, modellek és módszerek bemutatása volt a cél, amelyek feltárják a CIT redszerek céljait, fukcióit, struktúráját, köryezetükkel való kapcsolatait és legléyegesebb tulajdoságait. A számítógéppel itegrált szállítás fogalmá a szállítás mide területével összefüggő itegrált telematikai számítógép-felhaszálást kell érteük. A számítógéppel támogatott külöféle fukciók a szállítástervezéssel kezdődek, a szállítás operatív iráyításával folytatódak és a számbavétellel fejeződek be. Az itegráció sorá ezeket a számítógéppel támogatott redszereket kell egységes iformációs redszerbe illesztei [2]. 2. A számítógéppel itegrált szállítás egyes összetevői, a számítógéppel támogatott alredszerek 2.1. A CA alredszerek főcsoportjai A folyamatorietált megközelítés szerit a számítógéppel támogatott (Computer Aided=CA) alredszerek három csoportba sorolhatók. Az egyes csoportoko belül megkülöböztethetők a személyszállításhoz, és az áruszállításhoz kapcsolódó redszerek. A redszerek jelölésére az agol yelvű elevezésbe haszált szavak kezdőbetűit haszáljuk. 2 Szállítás tervezés, előkészítési CA redszerek: - személyszállítási igéyek tervezése: CANP, - áruszállítási igéyek tervezése: CANG, - személyszállítási redszer tervezése: CATP, - áruszállítási redszer tervezése: CATG, - szállítási miőségtervezés: CAQP, - személyszállítási meetredkészítés: CATPP, - áruszállítási meetredkészítés: CATPG,
- utazás előkészítés: CAPTP, - áruszállítás előkészítés: CAPTG. Szállítás leboyolítási CA redszerek: - személyszállítás leboyolítás, vezérlés, iráyítás, elleőrzés: CAPTCM, - utas járműhöz vezetése: LTO, - utas fedélzeti iformálása: OB, - utas elvezetése a járműtől: LOF, - áruszállítás leboyolítás, vezérlés, iráyítás, elleőrzés: CAGTCM, - áruszállítás hálózati iráyítása: NCM, - áruszállítás útvoali iráyítása: LCM, - áruszállítási redezés iráyítás: MCM. Szállítás számbavételi CA redszerek: - utas visszakeresés: CAPR, - áru visszakeresés: CAGR, - személyszállítás elszámolás: CAPA, - áruszállítás elszámolás: CAGA, - statisztika készítés: CAS, - miőség elemzés: CAQ, - archiválás: CAA. A három főcsoportba tartozó redszerek mellett működik a közlekedési folyamatot iráyító személyek dötési feladatait támogató vezetői iformációs redszer (CAMIS), mely a redszerek közötti hierarchia legfelső szitjé helyezkedik el. 2.2. A CA alredszerek általáos belső struktúrája A szállítási redszer számítógéppel támogatott alredszereit azok itegrálása előtt a lehetséges mértékig egyszerűsítei kell. Ez a lépés léyegi előfeltétele az egyes alredszerek egységes redszerbe kapcsolásáak. Egy alredszere belül algoritmusok írják le az egyes folyamatokat. Az algoritmusok száma ( db) az alredszere belül végrehajtott feladatok számától függ. A külöböző algoritmusok között lehetek átfedések, azaz az alredszer egyes operációi (operációsorozatai) több algoritmus részét is képezhetik. Egy algoritmus az alredszer iput iformációiak azt a részét haszálja fel, ami a saját operációiál bemeeti adatokkét szükségesek. Az iput iformációk egy-egy csoportja tehát több algoritmus bemeeti iformációjakét is szolgálhat. Az algoritmusok működéséhez az iput iformációk mellett tárolt adatok is szükségesek. Az iput iformációkhoz hasolóa, a tárolt iformációk egyegy csoportját is több algoritmus felhaszálhatja. A tárolt iformációk közös adattárába kerülek a kapcsolódó alredszerek (m db) output iformációi. Az algoritmusok végrehajtásáak eredméyekét előálló output iformációk a további felhaszálásig az alredszer adattárába vaak tárolva. Bár az algoritmusok kimeeti adatai között közös adatok is szerepelhetek, mégis az egyes algoritmusok output iformációi külö kezeledők. 3
2.3. A CA alredszerek általáos alfaumerikus modellje Az alfaumerikus modellek felírásakor az alábbi általáos jelöléseket alkalmazhatjuk: A - az alredszer algoritmusa, ii - az alredszer algoritmusáak iput iformációi, TI - az alredszer algoritmusa által felhaszált tárolt iformációk, oi - az alredszer algoritmusáak output iformációi. A szimbólumok mellett a jobb alsó idexbe, yomtatott agybetűvel szerepel az alredszer evéek rövidítése, és/vagy a további differeciálást jelölő idex. Jelölje ACAs (s=1,2,...,) az alredszer s-edik algoritmusát, iicas (s=1,2,...,) az alredszer s-edik algoritmusáak iput iformációit, TICAs (s=1,2,...,) az alredszer s-edik algoritmusa által felhaszált tárolt iformációkat, oicas (s=1,2,...,) az alredszer s-edik algoritmusáak output iformációit. Előfordulhat, hogy az értelmezési tartomáy em egységese 1-től -ig terjed. Eél a jelölésél az alredszer s-edik algoritmusáak eredméye a bemeeti iicas, TICAs iformációk felhaszálásával a oicas=acas(iicas,ticas) (1) összefüggéssel írható fel. Az alredszer output iformációi az egyes algoritmusok output iformációiak összegekét fejezhető ki. oica= oicas. (2) Az alredszer algoritmusa, iput iformációja, és a működéshez szükséges tárolt iformáció az említett átfedési lehetőségek miatt az egyes összetevők uiójakét képezhető. Vagyis: ACA={ACA1,ACA2,...,ACA}= ACAs, (3) iica={iica1,iica2,...,iica}= iicas, (4) TICA={TICA1,TICA2,...,TICA}= TICAs. (5) A felírt összefüggések sorredje egy output orietált megközelítést tükröz. Az alredszer működéséhez szükséges tárolt iformáció felírható azo alredszerek output iformációiak 4
összegekét, amely alredszerek adatokat szolgáltatak az algoritmusok működéséhez. Vagyis: m TICA= r 1 oicar, (6) ahol oicar (r=1,2,...,m) jelöli az egyes, figyelembeveedő alredszerek output iformációit. 3. A CIT alredszereiek egységes redszerré törtéő összekapcsolása A számítógéppel itegrált szállítás léyege a számítógéppel támogatott vagy számítógéppel iráyított fukcioális alredszerek egységes egészbe ötvözése (itegrációja). Eek megfelelőe mide modellek, amely a CIT fukcioális szerkezetét képezi le, el kell helyezie a teljes redszerbe az öállóa is működő alredszereket. Az 1. ábra a CIT alredszereiek kapcsolati modelljét mutatja. Az ábrába megtalálhatjuk a fő fukcioális alredszereket és az alredszerek egymás közötti legfőbb iformációs kapcsolatait. A CIT emcsak a szállítási folyamatot alapozza meg, haem közelebbi, redszeres és gyakori kapcsolatokat teremt a külöböző fukcioális egységek között a folyamatok egyik alapvető erőforrásáak, az iformációak a haszálata révé. Egy itegrált iformációs redszer egyszerre jeleti az adatfeldolgozási eszközök itezívebb haszálatát és egy olya, kozisztes, yitott számítógépes struktúra kialakítását, amely stadard elemekkét számítógépeket, adat- és tudásbázisokat, felhaszálói alkalmazásokat, helyi és távhálózatokhoz szükséges kommuikációs redszereket foglal magába. A CIT em késze kapható, szabváyos termék, haem olya megoldás, amelyet egyedi kocepció alapjá a közlekedési vállalat összes egyedi részlegéek együttműködésével fejleszteek ki. A számítógéppel itegrált szállítási redszer megalkotásakor megfelelő számítástechikai, iformatikai és telematikai eszközökkel létre kell hozi egy hálózati középpotkét fukcioáló adatbakot, amelybe az összes adatáram logikailag összefut. Az adatállomáyok, decetralizálta, megosztotta is tárolhatók [3]. A CIT redszerbe az egységes adatbázis-kezelés lehetővé teszi a közlekedés miőségére voatkozó, tervezett és téyleges adatok álladó összehasolítását, a szállítási feladat végrehajtása közbe bekövetkező kedvezőtle eseméyek, tedeciák felismerését, majd visszaszabályozását. Ez azért léyeges, mert a miőségbiztosítás, a miőségi mutatók elleőrzése és bizoylatolása a közlekedés területé is fotos feladat. Ezt a követelméyt szabályozási struktúrákkal lehet teljesítei. 5
Vezetôi iformációs redszer (CAMIS) Közigazg. Közöség kapcsolat CANP CANG Közigazg. Közöség kapcsolat CAA CATP CAQP P CATG CAQ CAS CATPP CATPG CAPA CAGA Utas CAPTP CAPTG Szállíttató CAPR CAGR Száll. terv., elôkészítés Szállítás számbavétel Szállítás leboyolítás CAPTCM (LTO,OB,LOF) CAGTCM (NCM,LCM,MCM) Felvételi hely Személyszállítás SZÁLLÍTÁSI FOLYAMAT Áruszállítás Redeltetési hely 1. ábra A CIT alredszerei egységes redszerbe kapcsolva A közlekedésbe a fokozódó elvárások a gyorsaságra, rugalmasságra, megbízhatóságra, összefoglalóa a szállítási szívoal övelésére iráyulak. Eek megfelelőe a fizikai áramlási folyamat korszerű iráyítása megköveteli a kommuikációs, az iformációs és az iformatikai redszer szívoalas kiépítését, majd itegrált összeépítését. Az ismertetett számítógéppel itegrált szállítási redszer megalkotása jeletős előrelépés e cél megvalósításáak iráyába. Irodalomjegyzék 1.Tóth Tibor: Tervezési elvek, modellek és módszerek a számítógéppel itegrált gyártásba. Egyetemi taköyv. Miskolci egyetem, Iformatikai Itézet, Miskolc, 1998. 2.Westsik György: Telematika és számítógéppel itegrált szállítás. Közlekedéstudomáyi Szemle 1996/8. 287-292 oldal. 3.Deutsche Bah: Leitpla CIR, Computer Itegrated Railroadig. Frakfurt, 1994. 6