На территории Биробиджанской дистанции пути эксплуатируется температурно-напряженная конструкция бесстыкового пути. Данная конструкция требует строгого соблюдения установленных техническими указаниями норм и правил ее содержания, в частности температуры рельсовых плетей. Соблюдение температурных изменений контролируют дистанции пути, отвечающие за укладку, содержание и ремонт пути. 

Одной из основных особенностей бесстыкового пути является наличие в рельсовых плетях больших продольных усилий, вызванные разницей температур такого соединения в путях. При увеличении температуры рельсовых плетей в них появляются продольные силы сжатия, при понижении температуры – силы растяжения. Выделенные напряжения суммируются с основными напряжениями, которые вызывают воздействия колес подвижного состава.

Результирующие напряжения в определенных условиях могут привести к нарушению прочности рельсовой стали, таких как излом или разрыв стыковых болтов по концам плети. Величина повреждений в значительной мере зависит от разности наибольшей и наименьшей температур в различные погодные условия у лежащего рельса. Вместе с тем, влияние температурных сил в бесстыковом пути не ограничивается только увеличением напряжений в рельсовых плетях и угрозой нарушения их прочности. При больших температурных амплитудах, недостаточной жесткости рельсошпальной решетки температурные силы могут привести к нарушению устойчивости пути — выбросу (рис.1). 

Для обеспечения качественной практической работы в технических отделах дистанций пути и на участках присутствуют графики температурного режима рельсовых плетей. Они построены на основании расчетов и по исходным данным технических указаний и являются нормативами, которые устанавливаются для каждого конкретного места пути, каждой плети [1,2].

Наблюдения за работой бесстыкового пути ведутся с момента его укладки. К началу его эксплуатации бригадиры пути и дорожные мастера определяют фактические данные о длинах плетей и температурах их закрепления, зафиксированные в актах приемки работ. После закрепления плетей при укладке организуется постоянный контроль за усилием затяжки гаек клеммных и закладных болтов и за продольными подвижками плетей. Ежемесячно осуществляются промеры продольных подвижек плетей и данные предоставляются в технический отдел дистанции пути. Замеры записываются в таблице, которая составляется отдельно для каждой пары плетей (левой и правой) и на каждый год. На основании промеров продольных подвижек плетей, планируются работы на предстоящий месяц по закреплению плетей и восстановлению температурного режима работы [1, 2].

На территории Еврейской автономной области за контроль температуры плетей бесстыкового пути отвечает «Биробиджанская дистанция пути». В связи с этим большую актуальность приобретает создание программного продукта, который бы облегчил работу работников. 

Теоретические и практические проблемы разработки и проектирования информационных систем рассматривали различные ученые. Методологические аспекты проектирования рассматривали Г.Н.Смирнова, А.А.Сорокин, Ю.Ф.Тельнов [3], А.М.Вендров [4], В.В.Коваленко [5], Р.И.Баженов [6], О.Н.Евсеева, А.Б.Шамшев [7]. В.А.Векслер, О.Я.Дубей разрабатывали корпоративные информационные системы для малого бизнеса [8]. Информационную систему для планирования сезонных продаж исследовали В.М.Гриняк, Е.И.Когай, С.М.Семенов [9, 10]. Е.В.Кийкова моделировала деятельность обеспечивающих подсистем вуза [11, 12]. А.А.Рыбанов и др. изучали информационные системы с позиций оценки семантического качества меню программы [13, 14]. Организацию разработки информационных системы управления исследовали Е.Г.Лаврушина и др. [15, 16]. Г.Х.Ирзаев, А.П.Адамов исследовали информационные потоки для компьютерных систем [17-19]. Один из авторов (Р.И.Баженов) показал обладание опытом разработки и преподавания информационных систем [20-37].

На основании опыта предыдущих разработок и изучения предметной области представим функции, которые необходимо автоматизировать в программной системе по расчету работы конструкции бесстыкового пути (табл.1).

Структура взаимодействия пользователей в информационной системе представлена на рис. 2.

Рисунок 2 – Концептуальная модель системы

Определим основные объекты, участвующие в информационном процессе: околотки; плети; грузонапряженность; подвижки; тип рельса; пользователи; перегон; участки; сотрудники. Представим физическую модель базы данных системы для MS SQL Server 2008 (рис.3). 

Приложение разработано на языке MS Visual C# с использованием полнофункциональной надстройки MS Excel VSTO.

При запуске программы и авторизации отображается окно главной формы (рис. 4). На вкладке «Участки» размещена информация об участках: номер участка, количество околотков в нем, фамилия и инициалы начальников участка. 

Вкладка «Околотки» (рис. 5) отображает информацию о номере околотка, протяженности околотка, количестве плетей в нем, фамилия и инициалы дорожного мастера. Эти данные привязаны к плетям, таким образом, что выбрав околоток, в таблице выводится информация обо всех плетях околотка, находящихся в базе данных. 

На вкладке «Плети» выносится информация о номере плети, дате укладке плети, дате перезакрепления, названии перегона, типа рельсов, координат нахождения плети, длине, пропущенном тоннаже и фамилия замерившего поперечные подвижки относительно маячных шпал плети (рис. 6). 

На вкладке «Подвижки» находятся данные для формирования графика фактической температуры закрепления плети (рис. 7). 

На основе данных замера подвижек формируется график фактической температуры закрепления плети в надстройке документа MS Excel (рис. 8). В надстройке MS Excel можно выбрать необходимую для отчета плеть через «ActionsPaneControl» (элемент управления панели действия) которая расположена справа от графика фактической температуры закрепления плети. Если результаты расчетов нарушают требования текущего содержания плети, всплывает окно с предупреждением «Выход за приделы оптимальной температуры закрепления», после чего активируется кнопка «перейти к наряду на перезакрепление» (рис. 9). После перехода к наряду на перезакрепления открывается новый лист MS Excel, где создается отчет на планирования работ по перезакреплению плети (рис. 10).

Разработанная программная система выполняет различные функции: ведение базы данных грузонапряженности; ведение базы данных плети; ведение базы данных участки; ведение базы данных околотки; ведение базы данных пользователи; ведение базы данных о продольных подвижках; оценка состояния плети; обобщение данных осмотра плети; формирование отчетов; схема формирования графика потери температуры закрепления; обработка данных графика; оформление отчета о наряде на перезакрепления плети. Внедрение системы в Биробиджанской дистанции пути дает следующие преимущества: сокращение времени обработки данных фактической температуры закрепления плети; ускорение принятия решения о принятии мер, по перезакреплению плети. Использование системы позволяет сократить время расчетов фактической температуры закрепления бесстыкового пути, уйти от бумажных носителей информации. Сокращение времени на оценку состояния бесстыкового пути, в свою очередь, позволяет более оперативно принять меры к устранению неисправностей и гарантировать безопасное движение поездов, принять меры к пресечению крушений поездов.