Информационные технологии на транспорте. Учебное пособие

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

МОСКОВСКАЯ  ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ 

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА 

филиал Федерального государственного бюджетного 
образовательного учреждения высшего образования 

«Государственный университет морского и 

речного флота имени адмирала С.О. Макарова» 

 
 

 

 

В.В. Алфёров 

А.Б. Володин 

Ю.М. Миронов 

Информационные технологии на транспорте 

Учебное пособие 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Альтаир–МГАВТ 
Москва 

2018 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

МОСКОВСКАЯ  ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ 

ВОДНОГО ТРАНСПОРТА 

филиал Федерального государственного бюджетного 
образовательного учреждения высшего образования 

«Государственный университет морского и 

речного флота имени адмирала С.О. Макарова» 

 
 

 

 

В.В. Алфёров 

А.Б. Володин 

Ю.М. Миронов 

Информационные технологии на транспорте 

Учебное пособие 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Альтаир–МГАВТ 
Москва 

2018 
 

УДК 656.6 
Алфёров В.В., Володин А.Б., Миронов Ю.М. Информационные технологии на транспорте. Учебное пособие.— М.: Альтаир-МГАВТ, 2018.— 296 с. 
 
 
 В учебном пособии рассмотрены вопросы применения информационных 
технологий и систем на водном транспорте. Все теоретические и практические 
материалы освещаются на основе современного подхода и направлены на повышение эффективности управления работы воднотранспортных предприятий. 
Учебное пособие  по дисциплине «Информационные технологии на транспорте» предназначено для обучающихся по направлению подготовки 23.03.01 «Технология транспортных процессов», а также магистров, аспирантов и специалистов в 
области организации перевозок и управления транспортными процессами. 
 
 
Рецензенты: к.т.н. М.И. Иванов., к.т.н., доц. академик РАТ Е.В. Ширяев 
 
Рассмотрено и рекомендовано к изданию на заседании кафедры Управления флотом и автоматизации транспортных процессов (протокол № 2 от 11 октября 2017 г.). 
 
 
 Рекомендовано к изданию Учебно-методическим советом МГАВТ 

Ответственность за оформление и содержание представленных к изданию 
материалов несут авторы и кафедры академии, выпускающие учебнометодические материалы. 
 
 
                                                                                                        © МГАВТ, 2018 
                                                                                                       © Алфёров В.В. 
                                                                                                       © Володин А.Б. 
                                                                                                          © Миронов Ю.М. 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

Оглавление 

1. Совершенствование системы управления водным транспортом  улучшение 

использования 
флота 
и 
работы 
портов 
на 
базе 
современных 

информационных технологий .................................................................................... 6 

2. История развития отечественных автоматизированных систем управления 

на водном транспорте ................................................................................................. 8 

3. Основные задачи, решаемые при совершенствовании управления 

транспортным процессом на базе информационных технологий ........................ 15 

4. Управление и информация. Управление в системах ......................................... 16 

5. Классификация систем.......................................................................................... 20 

6. Структура системы управления ........................................................................... 24 

7. Информационные модели..................................................................................... 31 

8. Человек и информационные технологии ............................................................ 32 

9. Процесс принятия решения .................................................................................. 33 

10. Информационные процессы, обращение информации в системах 

управления ................................................................................................................. 35 

11. Фазы обращения информации ........................................................................... 38 

12. Классификация современных технических средств управления ................... 41 

13. Принцип действия компьютера и организация ................................................ 45 

вычислительного процесса ....................................................................................... 45 

14. Системы связи. Основные понятия, структурная схема  и классификация 

систем связи ............................................................................................................... 54 

15. Основные характеристики систем связи ........................................................... 73 

16. Организация радиосвязи на внутреннем водном транспорте ......................... 76 

17. Мобильная сотовая связь общего назначения .................................................. 89 

17.1 История развития мобильной связи ................................................................ 89 

17.2 Организация мобильной сотовой связи. ......................................................... 91 

17.3 Структура мобильных сетей ............................................................................ 96 

17.4 Процессы, происходящие в цепи при ........................................................... 100 

включении телефона или смартфона .................................................................... 100 

17.5 SIM-карта ......................................................................................................... 102 

18. Вычислительные сети ....................................................................................... 106 

18.1. Локальные сети ............................................................................................... 106 

18.2. Топологии ЛВС .............................................................................................. 108 

18.2.1. Локальная сеть звездной (или радиальной) топологии ........................... 109 

18.2.2. ЛС кольцевой топологии ............................................................................ 110 

18.2.3. ЛС шинной топологии ................................................................................ 112 

19. Беспроводные технологии передачи данных ................................................. 115 

20. Беспроводные локальные сети ......................................................................... 118 

21. Беспроводные сети в масштабах города ......................................................... 122 

22. Организация беспроводной сети ..................................................................... 126 

23. Технологии идентификации объектов и видеонаблюдения ......................... 132 

23.1. Технология распознавания номерных знаков транспортных средств ...... 132 

23.2. Интеллектуальные технологии видеонаблюдения ..................................... 146 

23.3. Технология радиочастотной идентификации .............................................. 159 

24. Системы спутниковой навигации .................................................................... 165 

24.1. Глобальная навигационная спутниковая система GPS .............................. 170 

24.2. 
Глобальная 
навигационная 
спутниковая 
система 
ГЛОНАСС 

(GLONASS) .............................................................................................................. 172 

24.3. Дифференциальный режим работы .............................................................. 173 

25. Спутниковые системы связи ............................................................................ 176 

26. Облачные технологии хранения данных ........................................................ 180 

26.1. Общие понятия и принципы работы облачных технологий ...................... 180 

26.2. Преимущества и недостатки облачных технологий ................................... 191 

26.3. Услуги и сервисы облачных систем ............................................................. 192 

27. Системы управления ......................................................................................... 196 

27.1. Системы управления терминалом ................................................................ 196 

27.2. Автоматизированная информационная система «единое окно» ............... 202 

27.3. Системы управления складской деятельностью ......................................... 212 

27.4. Система мониторинга LocalTrack ................................................................. 220 

28. Электронная почта ............................................................................................ 224 

29. Автоматизированные рабочие места ............................................................... 238 

29.1. Основные понятия .......................................................................................... 238 

29.2. Структура и состав АРМ ............................................................................... 242 

29.3. Технические средства АРМ ........................................................................... 244 

29.4. Программное обеспечение АРМ ................................................................... 247 

29.5. Информационное обеспечение АРМ............................................................ 251 

30. Оценка экономической эффективности .......................................................... 252 

внедрения информационных технологий ............................................................. 252 

31. Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ ........... 264 

31.1. Лабораторная работа «Определение комплекса автоматизированных 

задач и функций управления» ................................................................................ 264 

31.2. Лабораторная работа «Проектирование ...................................................... 266 

информационного обеспечения» ........................................................................... 266 

31.3. Лабораторная работа «Техническое обеспечение АРМ» ........................... 268 

31.4. Лабораторная работа «Программное обеспечение» ................................... 270 

31.5. Лабораторная работа «Технологии идентификация объектов» ................ 271 

31.6. Лабораторная работа «Беспроводные .......................................................... 273 

технологии передачи данных» ............................................................................... 273 

31.7. 
Лабораторная 
работа 
«Оценка 
экономической 
эффективности 

предложенных средств автоматизации» ............................................................... 276 

32. Деловая игра  «Автоматизация деятельности транспортного предприятия 

с использованием современных информационных технологий» ...................... 277 

Список литературы ................................................................................................. 283 

 

1. Совершенствование системы управления водным транспортом  

улучшение использования флота и работы портов на базе современных 

информационных технологий 

 Одним из главных факторов и направлений совершенствования систем 

управления на водном транспорте является широкое внедрение средств вычисли
тельной техники, систем связи и телекоммуникаций. Важную роль в этом процес
се имеют заложенные в принятых нормативных документах положения. Так, в со
ответствии с Приказом Минтранса Российской Федерации от 12.05.2005 N 45 "Об 

утверждении транспортной стратегии Российской Федерации на период до 2020 

года», одним из главных условий повышения эффективности и конкурентоспо
собности транспортной системы в целом является повышение технического уров
ня транспортных средств и оборудования, а также применение современных пере
возочных, управленческих и информационно-телекоммуникационных техноло
гий.  В Транспортной стратегии развития внутреннего водного транспорта (ВВТ) 

Российской Федерации на период до 2030 года, утвержденной распоряжением 

правительства России в новой редакции от 11.06.2014 г. №1032,  предусмотрены 

следующие направления его развития:

- совершенствование системы документооборота и создание информаци
онной среды мультимодального технологического взаимодействия участников 

транспортного процесса, предполагающее внедрение системы единых элек
тронных транспортных документов, разработку и внедрение интегрированной 

электронной системы оформления и сопровождения речных и морских грузо
вых и пассажирских перевозок (ИЭС ПОРТ); 

- оснащение судов внутреннего и смешанного река — море плавания аппа
ратурой спутниковой навигации ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS, электронны
ми картографическими системами, государственная поддержка 

- оснащения транспортных судов навигационными системами; 

- развитие информационных систем обеспечения безопасности судоходст
ва и управления движением судов на внутренних водных путях на основе меж
дународных стандартов Речных информационных служб (РИС); 

- внедрение информационных технологий и создание системы управления 

перевозками грузов на водном транспорте для обеспечения конкурентоспособ
ности водного транспорта и создания условий для переключения контейнерно
го потока с перегруженных участков автомобильных дорог на ВВТ; 

- разработка теоретических и методологических основ формирования сис
темы стратегического управления и регулирования на ВВТ; 

- разработка методологических основ создания интегрированных транс
портных систем с участием ВВТ; 

- разработка методологических основ создания современных систем кон
троля и управления взаимодействия ВВТ с другими видами транспорта на ос
нове телематических систем; 

- разработка методологии создания базы данных, позволяющей осуществ
лять пространственно-временной, количественный и качественный анализ, ви
зуализировать и моделировать движение грузов, флота, сухопутных транспорт
ных средств, работу портов и терминалов; 

- разработка концепции создания высокоскоростной системы доставки 

грузов и пассажиров на ВВТ для реализации которой необходимо внедрение 

современных информационных технологий и средств связи; 

- разработка научно-обоснованных предложений по созданию на внутрен
нем водном транспорте комплексной системы навигационной безопасности с 

учетом перспективных требований e-Navigation; 

- внедрение автоматизированных транспортно-складских систем в портах. 

Реализация всех вышеуказанных направлений требует внедрения инфор
мационных технологий и различных информационных систем управления на 

водном транспорте. 

 Поэтому, можно однозначно сказать, что автоматизация управления 

является важной, актуальной и крайне необходимой задачей, для решения 

которой необходимо использовать не только весь имеющийся практический 

опыт, связанный с управлением перевозкой и обработкой грузов, но и 

применять весь накопленный опыт внедрения и эксплуатации информационных 

систем управления в нашей стране и за рубежом.  

Транспортные 
предприятия 
являются 
сложными 
в 
техническом, 

производственном и информационном смыслах системами, эффективное 

управление которыми в настоящее время затруднительно, а в некоторых случаях 

невозможно без внедрения и применения новых информационных технологий. Их 

внедрение является одним из важных направлений повышения эффективности 

управления морскими и речными транспортными компаниями. Использование 

таких 
систем 
приводит 
к 
ликвидации 
многократного 
дублирования 

сопровождающей перевозку информации, существенно упрощает оформление 

транспортной документации, повышает качество принимаемых управленческих 

решений, что в целом положительно сказывается на всём процессе управления 

обработкой флота и сухопутных транспортных средств (СТС).  

 

2. История развития отечественных автоматизированных систем 

управления на водном транспорте 

В 
отечественной 
истории 
развития 
автоматизированных 
систем 

управления на водном транспорте с учетом временного периода выделяют 

следующие 4 этапа (рисунок 1).  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1960-е годы 

Создание первых вычислительных центров, в первую очередь 
Главных вычислительных центров (ГВЦ) Министерств морского и речного флота, а затем – крупных морских и речных 
пароходств. 

Приобретение опыта разработки и решения ряда инженерных 
задач.  Появилось много молодых людей, с энтузиазмом работавших в данный период на этом новом направлении. 

1970-е годы 

По планам Государственного комитета по науке и технике 
(ГКНТ) планомерно создаются автоматизированные системы 
управления. 

1980-е годы 

Массовое внедрение задач учета и отчетности, а также довольно широкими работами в области технологического (диспетчерского) управления транспортными процессами с применением не только вычислительной техники,  но и средств связи. 
 

Рисунок 1- Основные моменты истории развития автоматизированных систем 

управления на водном транспорте 

1. 1960-е годы характеризуются: 

- созданием первых  вычислительных  центров, в первую очередь Главных 

вычислительных центров (ГВЦ) Министерств морского и речного флота, затем 

крупных морских и речных пароходств,  

- приобретением опыта разработки и решения ряда инженерных задач.  

Появилось много молодых людей, с энтузиазмом работавших в данный период 

на этом новом направлении.  

2. 1970-е годы стали этапом  планомерного создания автоматизированных 

систем управления. Это делалось по планам Государственного комитета по 

науке и технике (ГКНТ).  

3. 1980-е годы характеризуются массовым внедрением задач учета и 

отчетности, а также довольно широкими работами в области технологического 

(диспетчерского) управления транспортными процессами с применением не 

только вычислительной техники,  но и средств связи.  

4. Период времени с 1991 год можно обозначить как начало нового этапа. 

Основой развития информационных технологий  за  период  с 1991 г.  явилась 

полная смена парка вычислительной техники. На начало указанного периода 

основу парка вычислительной техники составляли машины ЕС-1022,  ЕС-1035,  

СМ-1420,  СМ-1630,  ЕС-1840, Роботрон-1715, на смену которым пришли IBM
совместимые компьютеры различных модификаций — от РС АТ до мощных 

Начало нового этапа. В Росморфлот и Росречфлот были созданы локальные вычислительные сети под управлением операционной системы Netware 3.11, по средствам которых осуществлялся доступ в глобальную сеть Интернет. Полная смена 
парка вычислительной техники - на начало указанного периода 
основу парка вычислительной техники составляли машины 
ЕС-1022,  ЕС-1035,  СМ-1420,  СМ-1630,  ЕС-1840, Роботрон1715, на смену которым пришли IBM-совместимые компьютеры различных модификаций - от РС АТ до мощных серверов и 
машин класса mainframe. 

1990-е годы 

серверов и машин класса mainframe.  Следует заметить,  что  вычислительная 

техника приобреталась, несмотря на трудные финансовые условия, в которых 

оказались предприятия водного транспорта в рассматриваемый период 

времени, и при отсутствии жесткого регламентирования «сверху», которое 

было в прошлом. Одновременно со сменой парка вычислительной техники, 

реформированием управления отраслью, происходила смена программного 

обеспечения, переработка ранее внедренных и разработка ряда новых задач,  

внедрение новых информационных технологий, модификация и становление 

организационных структур информатики и связи. 

В начале 1990-х годов в Росморфлот и Росречфлот были созданы 

локальные вычислительные сети под управлением операционной системы 

Netware 3.11, по средствам которых осуществлялся доступ в глобальную сеть 

Интернет.  

Как было отмечено выше, начиная с 1980-х годов, наряду с массовым 

внедрением задач учета и отчетности, разрабатывались сложные системы, 

связанные с управлением флотом и портами. Ниже кратко рассмотрены 

основные из них. 

Подсистема «Движение грузов в порту» получила довольно широкое 

распространение в морских и некоторых речных портах. Она отслеживала по 

перевозочным документам движение каждой партии груза в порту, от прибытия 

в порт до отправления или выдачи получателю, охватывала тарно-штучные и 

контейнерные грузы и позволяла в любой момент времени получить данные о 

том, какие грузы на каком складе находятся, каков срок их хранения. Это очень 

важно для портов, обрабатывающих большие объемы таких грузов. 

Технической базой тогда были ЭВМ СМ-4, с операционной системой и языком 

программирования Диамс (MSM). В настоящее время системы, позволяющие 

решать данные задачи, работают на базе другой техники, характеристики 

которой значительно выше. 

Подсистема «График движения флота» имела большое значение для 

смежных речных пароходств центральных и северо-западных бассейнов. В то 

время пароходства не были разделены, все порты входили в их состав. 

Следовало осуществлять планирование расстановки разнообразных типов 

грузового флота по многочисленным линиям на навигацию, а затем на месяц. 

Таким 
образом, 
задачи 
этой 
подсистемы 
не 
были 
оперативными 

(ежесуточными), но отличались большой алгоритмической сложностью, так как 

имеется значительное количество возможных сочетаний расстановки судов. 

Разные суда или составы имеют разные экономические характеристики работы 

на разных линиях. Это зависит от многих факторов – скорости, возможной 

загрузки, удельных расходов в сутки хода и в сутки стоянки и др. Нужно найти 

оптимальный план. Расчеты производились, как правило, по критерию 

минимума эксплуатационных расходов при заданном объеме перевозок, хотя 

могли 
использоваться 
и 
другие 
критерии 
(например, 
максимальное 

использование провозной способности флота). Расчеты производились в ГВЦ 

Минречфлота на ЭВМ ЕС-1022 или в одном из смежных пароходств. С началом 

приватизации, с разделением флота пароходства на несколько судовладельцев, 

с выделением портов из состава пароходств эти задачи резко усложнились и 

приобрели другой смысл, а главное — не стало единого владельца всего флота. 

Поэтому подсистема прекратила существование. Но задачи данного типа имеют 

большое значение и в современных условиях хозяйствования, а в дальнейшей 

перспективе могут быть рассмотрены в другой постановке. 

«Дислокация морских судов» — морские суда ежесуточно по КВ 

радиосвязи передавали сообщения в ГВЦ Минморфлота по установленным 

формам – «Порт», «Отход», «Море». В сообщениях указывались координаты, 

сведения о грузе, порте назначения, запасах топлива и воды и другие данные. В 

ГВЦ ежесуточно выдавались сводки по всему флоту. Аналогичная подсистема 

работала по судам «река-море» плавания в ГВЦ Минречфлота. В дальнейшем 

эти подсистемы были переведены на системы спутниковой связи и 

радионавигации и стали не централизованными, а разделенными по 

судовладельцам.  

АСУ ТП «Канал» — эта система была создана и работала на Волго
Донском судоходном канале, имеющем 13 шлюзов на протяжении 101 км. 

Пропускная способность канала в то время была почти исчерпана (следует 

отметить, что она и сейчас недостаточна), простои флота и повышенная 

опасность были и остаются сопровождающими реалиями судопропуска. 

Основной входной оперативной информацией системы являлись: 

- сигналы датчиков уровня воды, открытия/закрытия ворот на шлюзах; они 

и до АСУ ТП были, но сигналы поступали только на пульт начальника вахты 

каждого шлюза, а нужно было их довести до ЭВМ главной диспетчерской; 

- номера подходящих и проходящих судов, их вид (пассажирские, 

нефтеналивные, буксирные, грузовые, груженые или порожние); номера 

оперативно присваивались и, затем, вводились начальником вахты шлюза, ими 

для компактности отражения на экране заменялись длинные названия. 

В главной диспетчерской канала находился экран размером 10 на 2 метра. 

На экране отображались: трасса канала, шлюзы, уровень воды в них, открытие 

и закрытие ворот, номера судов в межшлюзовых бьефах (в том или другом 

направлении). 
Это 
и 
было 
основой 
работы 
главного 
диспетчера, 

формулирования им команд для начальников вахт шлюзов. Технической 

основой системы были каналы связи от шлюзов в главную диспетчерскую и 

ЭВМ СМ-1630, имеющая следующие характеристики: ОЗУ – 64 КБ, ВЗУ – 4 

съемных диска по 3 МБ. Правда, она была в принципе многозадачной, ОЗУ 

разделялось на сопровождение дисплея главного диспетчера, на сопровождение 

главного экрана и на дисплей журнала шлюзований и учета. Конечно, такие 

характеристики ЭВМ недостаточны для полноценного функционирования 

такой системы, поэтому она работала недостаточно быстро и со сбоями. С 

началом перестройки возникли проблемы с финансированием и, в конце 

концов, от системы остались только учетные функции. Но проблема 

совершенствования судопропуска является важной и актуальной, и при 

стабилизации экономики, и как следствии, при росте перевозок грузов, её 

реализация, безусловно, потребует современного технического исполнений.