Экспертная система железнодорожных рассписаний

 

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ  И ОБРАЗОВАНИЯ РФ

ФГБУ УВПО «ДАГЕСТАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

 

 

 

Факультет Информатики и Управления

 

Кафедра

 

 

 

 

 

 

 

 

по дисциплине

 «Функциональное и Логическое Программирование»

 

на тему:

«Экспертная система железнодорожных расписаний»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

 

Приняла:

 

 

 

Аннотация

В данной курсовой работе рассматривается реализация экспертной системы железнодорожных  расписаний, для решения которой  используется язык логического программирования Turbo Prolog.  А так же будет рассматриваться работа написанной программы и исследование предметной области.

 

Данная  курсовая работа содержит:

Глав – 5

Листов – 37

Рисунков – 6

Таблиц – 0

Количество используемой литературы – 7

 

Ключевые  слова:

Унификация – операция сопоставления.

 

Предикат – имена сопоставляемых значений (своего рода - функции).

 

Правило – отношение, которое состоит  из  одной  головной  цели 

и  одной  или  более хвостовых целей, которые истинны при некоторых условиях.

 

Факт – одиночная цель, которая, безусловно, истинна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

Введение………………………………………………………………………….......4

1. Исследование предметной области   ...............................................................5

       1.1. Характеристика железнодорожного транспорта…………………………5

       1.2. История железных дорог России.....................................................................6

       1.3.Информационно–справочная система по пассажирским                         железнодорожным перевозкам...................................................................9

       1.4. Понятие об информационно-справочных системах и их программная   

             реализация................................................................................................11

       1.5. Базы данных и способы их представления..................................................12

2. Логическое программирование.......................................................................14

       2.1. Пролог………………………………………………………………………14

       2.2. Базовые понятия и термины Пролога.....................................................15

       2.3. Структура программы на ТП...................................................................19

       2.4. Пролог-программа    ................................................................................23

3.  Техническое задание .......................................................................................25

      3.1. Общие сведения……………………………………………………………..25

      3.2. Назначение и цели создания системы…………………………………….25

      3.3. Требование к системе………………………………………………………25

4. Описание программы………… …………….....................................................26

      4.1. Общие сведения……………………………………………………………..26

      4.2. Функциональное назначение………………………………………………26

      4.4. Входные данные…………………………………………………………….26

      4.5. Выходные данные…………………………………………………………..26

5. Руководство оператора......................................................................................27

      5.1. Назначение программы……………………………………………………27

      5.2. Выполнение программы…………………………………………………...27

      5.3. Сообщения оператору……………………………………………………..27

       5.4. Порядок выполнения вызова программы......................................................30

       5.5. Обращение к программе.................................................................................30

      5.6. Пример работы программы……………………………………………….30

Заключение...……………………………………………………...........................31

Список литературы……………………………………………….........................32

Приложения

Приложение 1. Листинг программы ………...…………………...........................33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Данная курсовая работа разработана в соответствии с требованиями курсового проектирования.

В данной курсовой работе проведено исследование предметной области, определены цели создания системы и ее назначение, описана программа и разработано руководство оператору.

Данная курсовая работа разработана средствами языка Пролог в среде  Turbo  Prolog  v 2.0.  В структуре языка заложены возможности простой и чрезвычайно эффективной работы с базами данных,  что позволяет  на его основе создавать различного рода информационно - справочные системы.  Структура языка Пролог соответствует структуре реляционных баз данных.  Так отношению в РБД соответствует предикат в Прологе, элементу - факт, атрибуту отношения - аргумент предиката и т. д. Встроенные в Пролог предикаты работы с окнами позволяют создать дружественный интерфейс для работы пользователя  с  информационно  -  справочной системой. Но язык Prolog своеобразен и существенно отличается от других языков программирования. В частности, если у задачи есть несколько решений, они все будут найдены.

 

 

 

1. Исследование предметной области

 

1. 1.Характеристика железнодорожного транспорта

Железнодорожный транспорт играет важную роль в функционировании и развитии товарного рынка страны, в удовлетворении потребности населения в передвижении. Он является основным звеном транспортной системы России и большинства стран СНГ. Особая роль железных дорог Российской Федерации определяется большими расстояниями перевозок, отсутствием внутренних водных путей в главных сообщениях Восток – Запад, прекращением навигации на реках в зимний период, удаленностью размещения основных промышленных и аграрных центров от морских путей. В связи с этим на их долю приходится почти 50% грузооборота и более 46% пассажирооборота всех видов транспорта страны.

Удельный вес железных дорог в общем объеме перевозок грузов транспортом общего пользования в 2000 году достиг 35,68%  за счет снижения доли автомобильного транспорта до 25,0%. Доля внутреннего водного транспорта составила 3,98%, морского – 1,54%, воздушного – 0,03%.

В пассажирообороте доля железных дорог оценивается в 42%. вместе с тем полностью реализовать свое преимущественное положение железной дороге не удается из-за слабого взаимодействия с другими видами транспорта.

Основной сферой применения железнодорожного транспорта являются массовые перевозки грузов и пассажиров в межрайонном, междугородном и пригородном сообщениях, при этом преобладают грузовые перевозки, которые дают свыше 80% дохода. Велико значение железных дорог России в развитии межгосударственных связей со странами СНГ и международных перевозках. Густота железнодорожной сети России составляет 0,51 км на 100 км2, что значительно ниже густоты железных дорог не только развитых стран, но и большинства бывших союзных республик СССР (на Украине – 2,76км, в Белоруссии – 2,77км, Латвии – 3,6км, Грузии – 2,2км, Узбекистане – 0,79км). Очевидно, что в России необходимо строительство новых железнодорожных линий, особенно для освоения крупных месторождений топлива и сырья на востоке страны.

Технико-экономические особенности и преимущества железнодорожного транспорта заключаются в следующем:

• возможность сооружения на любой сухопутной территории, с помощью мостов, тоннелей и паромов – осуществления железнодорожной связи и с разделенными, в том числе островными, территориями (как, например, между материком и островом Сахалин);
• массовость перевозок и высокая провозная способность железных дорог;
• универсальность использования для перевозок различных грузов и возможность массовых перевозок грузов и пассажиров с большой скоростью;
• регулярность перевозок независимо от времени года, времени суток и погоды;
• возможность создания прямой связи между крупными предприятиями по подъездным путям и обеспечение доставки грузов по схеме «от двери до двери» без дорогостоящих перевалок;
• по сравнению с водным транспортом, как правило, более короткий путь перевозки грузов;
• сравнительно невысокая себестоимость перевозок по сравнению с другими видами транспорта, кроме трубопроводного.

Железнодорожный транспорт и далее будет оставаться ведущим видом транспорта страны, однако темпы его развития могут быть меньшими, чем автомобильного, трубопроводного и воздушного, ввиду их недостаточного развития в нашей стране.

 

1.2. История железных дорог России

Первые железные дороги в России появились на горных заводах Алтая и Урала в начале XIX в. В 1810 г. на Колыванском заводе на Алтае Петр Фролов проложил железную дорогу длинной в два километра с конной тягой. В 1834 г. на Нижнетагильском заводе крепостные механики Ефим и Мирон Черепановы построили железную дорогу с паровой тягой. Первой железной дорогой общего пользования в России была Царскосельская железная дорога протяженностью 26 км, соединявшая с 1387 г. Петербург с Царским Селом и Павловском.

В первый период железнодорожного строительства в России строились прежде всего дороги, обеспечивавшие стратегические интересы Российской империи и интересы государственного управления. В 1843-1851 гг. были построены крупнейшие в Европе двух путные железные дороги Петербург-Москва и Петербург – Псков – Варшава - Вена, соединявшие главный центр торговли и промышленности страны -Московский район с Петербургским морским портом, а столичный Петербургский район с сетью железных дорог Западной Европы.

Во второй период строительства (середина 60-х годов-80-е годы XIX в.) были обеспечены связи Москвы с её сырьевыми и продовольственными базами и основных хлебопроизводящих районов России с морскими портами. Железная дорога Москва - Нижний Новгород соединила Москву с главной речной магистралью - Волгой, а через неё и с более отдаленными районами России. Линии Москва-Рязань – Воронеж - Зверово, Козлов -Тамбов-Саратов, Москва -Тула -Орел -Курск -Харьков, продолженные затем до Севастополя, Ростова-на-Дону и Владикавказа связывали старую столицу России с Черноземным центром, Украиной, Донбассом, Поволжьем и Северным Кавказом. Во втором периоде строительства были заложены основы железнодорожной сети европейской части России, напоминающей паутину, исходящую из одного центра - Москвы. Важным достижением был также выход железных дорог к Волге, Балтийскому и Черному морям. К началу 90-х годов XIX в. сеть железных дорог России составляла около 30 тыс.км.

В годы первой мировой войны для вывоза из внутренних районов Сибири были построены линии Новосибирск - Барнаул - Семипалатинск и Плетаево – Троицк - Кустанай. Для обеспечения связей с зарубежными странами в обход Балтийского моря, выходы из которого были блокированы Германией, срочно строилась дорога Волхов-Петрозаводск-Мурманск.

Наиболее крупным недостатком железных дорог России была техническая неполноценность, а также мощность составов и высокие цены за перевозки. Тем не менее, в 1913 г. грузооборот был больше речного транспорта в 6 раз.

Первая мировая война вызвала необходимость срочной перестройки новых железнодорожных линий. В 1916 г. Было закончено строительство Мурманской железной дороги (от Петрозаводска до Мурманска).

После Октябрьской революции Казённые железные дороги перешли в видение государства, а в 1918г. Были национализированы и частные дороги. Война 1914-1918 гг. привела транспорт России в состояние разрухи. Для восстановления пути, сооружений и подвижного состава, а также налаживания работы транспорта требовались чрезвычайные меры.

В 1926 году первый в стране электрифицированный железнодорожный участок Баку – Сабунчи – Сураханы. Значительные успехи в реконструкции железных дорог и улучшении их работы достигнуты за годы довоенных пятилеток (1928 – 1941гг.).

За годы Великой Отечественной войны фашистами было разрушено 65 тыс. км железнодорожного пути, 13 тыс. железнодорожных мостов, 4100 станций, 317 паровозных депо. В послевоенной пятилетке железнодорожный транспорт не только залечил раны войны, но и начал продвигаться вперёд в своем развитии.

В 1974г. Началось сооружение Байкало-Амурской магистрали протяжённостью 3147 км для освоения природных богатств Сибири и Дальнего Востока и ускорения развития производительных сил в этих районах.

После распада СССР и образования СНГ объем перевозок на железных дорогах, естественно, уменьшился и продолжал падать из года в год из-за нарушения экономических связей с бывшими республиками. В 1998 г. Грузооборот составил 44%, а пассажирооборот 60% от объема железнодорожных перевозок бывшего СССР. В последние годы создаются новые технические средства, соответствующие уровню XXI века, в том числе локомотивы и вагоны для высокоскоростного движения, устройства автоматики, телемеханики и связи.

В августе 2000 г. Коллегия МПС обсудила и поддержала проект Концепции развития структурной реформы железнодорожного транспорта. Концепция предусматривает создание акционерной компании «Российские железные дороги» (РЖД) для осуществления выделяемых из МПС хозяйственных функций на основе общего законодательства, регулирующего рыночные отношения.

 

1.3.  Информационно–справочная система (ИСС) по пассажирским железнодорожным перевозкам

В 2001 году на  железной дороге сдана в эксплуатацию новая информационно-справочная система железнодорожного агентства.

С помощью этой системы населению и работникам железной дороги предоставляются справки в объеме информационной подсистемы, а также сведения по движению пригородных поездов по железной дороге (с учетом оперативных изменений, отмен и назначений), и ряд других сведений, интересующих пассажиров по вопросам, прямо или косвенно связанных с пользованием железнодорожным транспортом. ИСС предоставляет следующую информацию: