Разработка темпоральных моделей данных в информационно-аналитических системах на железнодорожном транспорте

Transkripts

1 TRANSPORTA UN SAKARU INSTITŪTS NATAĻJA PETUHOVA TEMPORĀLIE DATU MODEĻI DZELZCEĻA TRANSPORTA INFORMĀCIJAS SISTĒMĀS PROMOCIJAS DARBA KOPSAVILKUMS izvirzīt inženierzinātņu oktora zinātnikā grāa iegūšanai (Dr.c.ing.) Inženierzinātņu nozare apakšnozare Tranporta un loģitika zinātne Zinātnikai vaītāj Dr.habil.c.ing., profeor Jevgeņij Kopitov RĪGA 010

2 UDK 004.6:656. PE 900 Tranporta un akaru intitūt Petuhova N. PE 900 Temporālie atu moeļi zelzceļa tranporta informācija itēmā. Promocija arba kopavilkum. Rīga: Tranporta un akaru intitūt, lpp. Petuhova N., 010 ISBN Tranporta un akaru intitūt, 010

3 DISERTĀCIJA IESNIEGTA TRANSPORTA UN SAKARU INSTITŪTĀ INŢENIERZINĀTĽU DOKTORA ZINĀTNISKĀ GRĀDA IEGŪŠANAI (Dr.c.ing.) OFICIĀLIE RECENZENTI: Dr.habil.c.ing., profeor Leonī Novicki, Rīga Tehnikā univeritāte, Latvija Dr.habil.c.ing., profeor Henrik Praneviču, Kauņa Tehnoloģiju univeritāte, Lietuva Dr.c.ing., profeor Bori Mišņev, Tranporta un akaru intitūt, Latvija Diertācija aiztāvēšana notik 011.gaā 30.martā plkt.15:00 Tranporta un akaru intitūta Tranporta un loģitika promociju paome atklātā ēē: Latvija, Rīga, Lomonoova ielā 1, konferenču zālē 4-130, tālr. (+371) , fak: (+371) APSTIPRINĀJUMS E apliecinu, ka emu beigui šo pētnieciko arbu, ka tiek ieniegt izkatīšanai Tranporta un akaru intitūtā, lai iegūtu inženierzinātņu oktora grāu (Dr.c.ing). Ši promocija arb nav tici iepriekš izkatīt nevienā citā univeritātē vai intitūtā zinātnikā grāa iegūšanai. 010 г. N. Petuhova Ši arb ir uzraktīt angļu valoā, atāv no 4 noaļām un ietver 80 zīmējumu, 50 formula, 8 tabula un 4 pielikumu, arb kopumā atāv no 164 lapām. Bibliogrāfija ietver 134 literatūra avotu.

4 ANOTACIJA Nataļja Petuhova promocija arb "Temporālie atu moeļi zelzceļa tranporta informācija itēmā". Darba zinātnikai vaītāj habilitētai inženierzinātņu oktor, profeor Jevgeņij Kopitov. Šajā arbā ir niegti temporālo atu izmantošana zelzceļa tranporta informācija itēmā (IS) pētījumu rezultāti, kuru autor ir veici laika pomā no 001. līz 010. gaam. Kā pētījumu rezultātu pielietojuma objekt ir izvēlēta Va/ "Latvija zelzceļš" (LDz) izmantotā IS. Iegūtajiem rezultātiem ir univerāl raktur un tie var tikt izmantoti cito tranporta uzņēmumo. Darbā ir izpētīta temporālo IS pecifika, noprauti un klaificēti galvenie IS uzevumi, ka aitīti ar temporālo atu uzkaiti un aptrāi LDz; noteikta problēma, ka parāā šo itēmu ekpluatācijā un to projektēšanā. Tiek apkatīta temporālo objektu attēlošana problēma atu bāzē, kā arī to veeluma un avtarpējā mijiearbība norošināšana. Tika izpētīta laika principu realizācija īpatnība relāciju atu moeļa ietvaro un pieāvāt temporālo atu moeli ar abtraktu objekta ientifikatoru. Kā arī tika izpētīta šī moeļa avietojamība ar ekitējošām IS. Darba gaitā tika ievieta jauna temporāla forma Hitorical-Overlappe, ka ņem vērā temporālā objekta veriju maiņa īpašo režīmu, ka avukārt ir rakturīg ažāiem zelzceļa tranporta proceiem. Tika iztrāāt temporālā objekta moeli, kam piemīt perioikum un atkarība no kalenāra. Tika izpētīt temporālā objekta aktuālā verija noteikšana uzevum. Šī uzevuma atriināšanai tika pieāvāta iva alternatīva metoe: loģiko noteikumu metoe un temporālo elementu metoe. Tika iztrāāta metoe piekļuve norobežošanai pie relāciju itēmu atiem relācija korteža līmenī, ar kura palīzību tiek riināta piekļuve vaība problēma pie ažāa laika periou temporāliem atiem. Tiek pieāvāta atu tranformācija metoe, ar kuru tiek atriināta arežģītu aprēķinu problēma veicot analītiko piepraījumu. Tika izpētīta temporālā komponente loma atu bāzu noliktavu pārvalība proceo. Tika niegti iegūto rezultātu pielietošana piemēri praktiku uzevumu riināšanā. Pētījumu rezultāti ir pielietoti Latvija zelzceļa informatīvajā itēmā. 4

5 SATURS 1. DARBA AKTUALITĀTE TĒMAS IZSTRĀDES LĪMENIS PĒTĪJUMA MĒRĶI UN UZDEVUMI PĒTĪJUMU METODOLOĢIJA UN METODES DARBA ZINĀTNISKĀ NOVITĀTE DARBA PRAKTISKĀ UN PIELIETOJUMA VĒRTĪBA DARBA APROBĀCIJA PUBLIKĀCIJAS DARBA STRUKTŪRA GALVENO IEGŪTO REZULTĀTU APRAKSTS Moeļi un metoe arbam ar temporāliem atiem zelzceļa tranporta informācija itēmā Temporālo atu moeli ar abtraktu objekta ientifikatoru Temporālo relāciju moeli ar zīve laika pārklāšano Hitorical-Overlappe Laika loģika realizācija relācija moeļa ietvaro Perioikuma moeli zelzceļa kutība arakta uzevumā Temporāla objekta aktuālā verija noteikšana metoe Piekļuve metoe temporālajiem atiem relācija korteža līmenī Intervāla atu tranformācija Izmantoto metožu un moeļu izmantošana atu noliktavu itēmā Pētījumu pielietojum interaktīvajā informatīvajā uzziņu paažieru vilcienu kutība araktā NOSLĒGUMS AUTORA PUBLIKĀCIJU SARAKSTS Rakti Tēze Normatīvie okumenti un koncepcija

6 1. DARBA AKTUALITĀTE Lielākā aļa no proceiem tranporta itēmā ir atkarīgi no laika. Laika komponenti izmanto tranporta uzņēmuma arbība plānošana un prognozēšana uzevumo, ganrīz vio analītikajo un operatīvajo uzevumo, tāēļ roa nepieciešamība informācija itēmā izmantot ažāo laika momento mērītu atu. Daži atu veii, kuru auc par temporāliem atiem, ir aktuāli tikai noteiktā laikpomā, tie ir aitīti ar konkrētiem laika brīžiem (laikpieoliem), vai laika intervāliem. No pareiza temporālo atu organizācija uzņēmuma atu bāzē un no piekļuve tiem lielā mērā ir atkarīga tranporta uzņēmuma informācija itēmu efektivitāte. Katram tranporta veiam ir ava pecifika īpašība, kura jāņem vērā iztrāājot informācija itēma, ka izmanto temporālo atu. Šo atu izmantošana evišķi aktuāla ir zelzceļa tranportā, ar aviem tingrajiem kutība araktiem, ko raa fiziki ierobežot tranporta tīkl, nepieciešamība veikt auzkaitlīga izmaiņa kutība araktā, kurā ir liel kait tarptaciju, paažieru un krava vilcienu kutība araktu mijiearbība plānošana. Protam, iztrāāt atu bāze, ka rakturo zelzceļa tranporta itēma tāvokli jebkurā iepriekšējā laika momentā ir ļoti arežģīt un zināšanu ietilpīg uzevum, kā rezultātā, nekatotie uz patāvīgo Latvija zelzceļa informācija itēmu attītību, lietotājiem iezgan bieži ir nopietna grūtība iegūt vajazīgo atu, ka rakturo glabājamo objektu tāvokli ažāo laika momento. Rakturīgi, ka informācija itēmu atu bāzē tiek aglabāta tikai rāītāju paraugvērtība, un bieži vien vienkārši to laikā viējotā vērtība. Šajā akarā ir nepieciešam iegūt atu no ažāiem avotiem, veikt aprokimāciju, ektrapolāciju, kā rezultātā izmantojamā atu kopā tiek ieviet auz pieņēmumi un kļūu. Pēc autora omām tā tāvokli ar atiem ir aitīt ar to, ka informācija itēmā tiek izmantot klaiko relācija atu bāze princip, ka nav orientēt uz viu objektu izmaiņu glabāšanu un neatbalta to auzu veriju uzglabāšanu. Veiktai eošo un iztrāājamo LDz itēmu pētījum parāīja, ka temporālie principi tiek izmantoti neefektīvi. Šie trūkumi izpauža šāi: temporālo objektu moeļu nepilnība un zema apraktošā komponente; fizika iku vieta neekonomika izmantošana; zema temporālo objektu mijiearbība; zema atu bāze paplašināmība; augta atu bāze iztrāe arbietilpība; atu integritāte norošināšana problēma; problēma norošināt piekļuvi atiem; problēma norošināt atu konfiencialitāti. Analītikajā atu bāzē šo trūkumu araktu var papilināt ar: efektīvu temporālo atu aptrāe aparāta trūkumu, kā rezultātā liel informācija potenciāl ir lēpt uzkrāto ato; 6

7 atu agatavošana analīzei proceu nepilnība, kura nav orientēta uz temporālo atu rakturu un kuriem roa problēma piekļūt un norošināt to integritāti. Vēl vien faktor, ka kavēja temporālo atu bāze tehnoloģija attītību auzu gau, bija liel piepraījum pēc reuriem, ka atbaltītu auzveriju objektu glabāšanu. Taču ņemot vērā atortehnoloģija traujo attītību, ši faktor zauēja avu nozīmi. Tomēr ir vairāki citi faktori, ka kavē temporālo atubāzi izmantot lielo uzņēmumo, piemēram, Va/ Latvija zelzceļš. Tie būtu šāi: nav vienota tanarta, temporālo atu aptrāē; temporālo atu pecifika uzņēmumu itēmā; itēmu iztrāātājiem nav iemaņu arbā ar temporālajiem atiem; pieauguša praība attiecībā uz viengabalainību, pieejamību un atu konfiencialitāti, u.c. Šie aptākļi pierāa šī arba aktualitāti, ka vērt uz to, lai uzlabotu temporālo atu efektivitāti izmantojot to LDz informācija itēmā.. TĒMAS IZSTRĀDES LĪMENIS Temporālo atu pārvalīšana zelzceļa tranporta uzņēmuma informācija itēmā ir komplicēt uzevum, tāēļ pētījum tiek veikt ažāo virzieno: 1. Dzelzceļa tranporta informācija itēmu iztrāe un projektēšana;. Temporālo informācija itēmu un atu bāzu projektēšana: tanarti, metoe, moeļi un pieeja; 3. Operatīvo un analītiko temporālo atu aptrāe; 4. Temporālo atu rošība norošināšana. Par informācija itēmu izveii un arbību zelzceļa tranporta nozarē ir raktījuši tāi Krievija autori kā E. Lecki, V. Pankratov, V. Šarov, J. Muhopa u.c. Viņu pētījumo ir izkatīta ažāu valtu zelzceļu informācija itēma, parāīta to arbība pecifika un komplekum veicot informatizāciju, kā arī niegti arbība moeļi mikro un makro līmeņo. Atzīmējot laika faktora varīgumu, autori tomēr nepieāvā avu pecifiku riinājumu šajā fērā, orientējotie uz klaikām pieejām. Starp pētījumiem, kuri veikti pielietošanai Latvija zelzceļa IS, er atzīmēt V. Demiova promocija arbu (006.g.), kurš vērt uz lēmumu pieņemšana itēmu efektivitāte paaugtināšana pētījumiem zelzceļā, izmantojot informatīvā norošinājuma itēmu proceu arbība un truktūra pilnveiošanu. Šajā arbā ir pieāvāti moeļi, kuri aprakta: zelzceļa tranporta tīklu topoloģiju un paažieru pārvaājumu proceu, iztrāāti moeļi un metoe atu attēlošanai un pārveiošanai apkatāmajā informatīvi analītikajā itēmā, tai kaitā atu virtuālie varbūtību moeļi, hierarhiki aitīto attēlojumu metoe, konceptuālie zelzceļa pārvaājumu prognozēšana moeļi u.c. Runājot par temporālo atu pielietojuma problēmu izpēti, atzīmēim virkni uzevumu riinājumu, kuri aitīti ar objektu tāvokļa izmaiņu vēture uzkrāšano un glabāšanu, kā arī līzekļu niegšanu to piekļuvei jebkurā laika momentā. Der veltīt uzmanību TDB iztrāe principu izveiei un ažu temporālā loģika elementu realizācijai (šeit V. Demiov un šī iertācija autor trāāja kopā [3, 5, 1]). Kopakarā jāpiemin, ka auza temporālo itēmu problēma, ka 7

8 roa iztrāājot vai uzturot tranporta IS, netika apkatīta V. Demiova arbā, to tarpā vipirm atzīmēim notikumu perioikuma uzkaiti un īpašā kalenāra izmantošanu, temporālo atu veeluma un konfiencialitāte norošināšanu. Aktuālā problēma un aniegumi temporālo atu bāzu jomā ir apkopoti S. Kuzņecova un B. Kotenko kopējā arbā. Funamentālo arbu viū, ka veltīti temporālajām tehnoloģijām ir minami tāu zinātnieku, kā K. Deita (C. J. Date), H. Darvina (H. Darwen), N. Lorencoa (N. A. Lorentzo) un K. Jenena (C. S. Jenen) vāri. Viņu koparb Temporal Data an the Relational Moel 1 veltīt atu glabāšanai un mijiearbībai relāciju atu bāze moeļa ietvaro. Taču šajo arbo autori pievērša temporālo atu bāzu iztrāe vipārējiem jautājumiem un orientēja uz valoa Tutorial D izmantošanu. Tāējāi praktiki nav izkatīti jautājumi, ka ietver perioikumu un īpašo kalenāru, kam tranporta informācija itēmā ir ārkārtīgi liela nozīme, pirmkārt jau uzevumo, ka aitīti ar kutība araktu iztrāi. Vien no viplašākajiem pētījumiem temporālo atu bāzu jomā ir K. Jenena arbu krājum, ka araktīt laika pomā no līz gaam kopā ar auziem citiem laveniem autoriem, tāiem kā: J. Bair, R. Bluj (R. Bliuj), M. Bolen (M. H. Böhlen), R. Buato (R. Buatto), D. Kliffor (J. Cliffor), K. Daireon (C. E. Dyreon), F. Grani (F. Grani), H. Gregeren (H. Gregeren), S. Hu (S. Hu), Т. Iakovič (T. Iakowitz), Т. Kliff Leung (T. Y. Cliff Leung), L. Mark (L. Mark), S. Šalteni (S. Šalteni), G. Slivinka (G. Slivinka), J. Skit (J. Skyt), R. Snogra (R. T. Snogra), М. Su (M. D. Soo), A. Šteiner (A. Steiner), К. Torp (K. Torp) gaā ši arbu krājum tika publicēt kā 1300 lappušu bieza iertācija. Lielākā aļa no šo arbu autoriem piealījā piepraījumu valoa TSQL un tanarta SQL-3 pecifikācija iztrāe komiijā. Šī valoa un tanarta zināšana ir nepieciešama iztrāājot moeļu un metoe arbam ar temporālajiem atiem. Nepieciešam atzīmēt lielo tarptautiko centru TimeCenter, ka noarboja ar temporālo lietojumprogrammu uzturēšanu traicionālajā un jaunākajā atu bāzu pārvalība itēmu (DBPS) tehnoloģija un kura peronālu veio paaulē vaošie zinātnieki šajā fērā, iegulījumu temporālo atu bāzu tehnoloģiju attītībā. Starp šī centra arbiem ir atzīmējami P. Terenziani un viņa kolēģu arbi, kuro īpaša vērība ir likta uz laika gaitā atkārtojošo notikumu laika ierobežojumu aptrāi (tā auktai perioikum). Tajo tiek pētīta imbolika augta līmeņa valoa perioikuma attēlošanai, ka ir vairāk orientēt uz lietotāju, nekā matemātiku formulu valoa. Šajā arbā tiek apkatīt arī temporālai relāciju moeli, kurš norošina lietotāja efinēto imboliko perioikumu (piemēram, katra mēneša otrā pirmiena ). Tiek noteikti temporālie papilinājumi relāciju algebra tanartoperatoriem, tiek ievieti jauni temporālie operatori un funkcija, un pieāvāta uz laiku baltīta algebra, ka ir nepretrunīg klaikā algebra paplašinājum. Operatīvo un analītiko temporālo atu aptrāe realizācija pamatoja uz atu intelektuālā aptrāe un lēmumu pieņemšana itēmu pētījumiem, kā arī atu 1 Temporal Data an the Relational Moel: A Detaile Invetigation into the Application of Interval an, Relation Theory to the Problem of Temporal Databae Management 8

9 glabāšana teoriju. Lielu iegulījumu auzimeniju atu attēlošana un klaiko pieeju izmaiņu mērījumo noteikšana pamatu izveiē, nieguši šāu autoru arbi: B. Inmona (B. Inmon), R. Kimbala (R. Kimball), N. Pena (N. Pene), T. Peerena (T. Peeren). Pētījumi, ka attieca uz pēējo bloku ir aitīti ar informācija rošība problēmām. Šeit tiek apkatīti jautājumi, ka aitīti ar ikrēcija un manātu rošība moeļiem. Atevišķi šo moeļu izmantošana apekti atu bāzu itēmā ir rauši atpoguļojumu šāu autoru arbo: N. Jukica, S.V.Vrbky u.c. Informācija rošība vipārējie apekti ir attēloti: "Datoritēmu rošība novērtēšana kritēriji", "Eiropa valtu harmonizētie kritēriji" 3, "Informācija tehnoloģiju rošība novērtēšana vipārējie kritēriji" 4. Augti novērtējot iepriekšminēto arbu nepieciešam arī atzīmēt, ka no izvēlētā tēma pozīcijām tie nenorošina auzu problēmu riinājumu, ka roa izmantojot temporālo atu zelzceļa tranporta informācija itēmā. No eošajiem pētījumiem, ka tiek veikti zelzceļā, var atzīmēt virkni arbu, kuri aitīti ar šauru proceu optimizāciju, kuro tiek izmantot laik. Piemēram kutība arakta algoritma optimizācija uzevum. Taču tajo netika veikt komplek pētījum par temporālo atu organizāciju un izmantošanu ņemot vērā tranporta proceu pecifiku. Tāēļ var uzkatīt, ka šajā arbā riināmā problēma pieāvātajā notānē tiek riināta pirmo reizi. 3. PĒTĪJUMA MĒRĶI UN UZDEVUMI Šī arba mērķi ir informācija itēmu iztrāe un funkcionēšana proceu uzlabošana zelzceļa tranportā, izmantojot temporālo atu bāzu tehnoloģija ar etalizētu temporālo atu moeļu un piekļuve atiem metožu izveie un izmantošana analīzi. Atbiltoši izvirzītajam mērķim, autor ir nopraui ekojošu uzevumu: 1. Temporālo informācija itēmu iztrāe īpatnību izpēte zelzceļa tranportā un riināmo problēmu ientificēšana.. Pētījumu temporālo atu bāzu un temporālo informācija itēmu izveie jomā kritika analīze, eošo pieeju izvēle un to pamatojum praktikam pielietojumam zelzceļa informācija itēmā, kā arī šī pētījuma virzienu formulēšana 3. Temporālo atu moeļu un to mijiearbība ar temporāliem objektiem metožu iztrāe ņemot vērā atu aptrāe īpatnība zelzceļa tranportā. 4. Temporālo atu aizarzība metožu iztrāe, ka norošina paaugtināta praība informācija itēmu integritātei, konfiencialitātei un pieejai atiem. 5. Relāciju atu manipulācija rīku paplašinājuma iztrāe, kuri realizē temporālo atu tranformāciju analītikajā itēmā. Trute Computer Sytem Evaliation Criteria, TCSEC, Information Technology Security Evaluation Criteria, ITSEC, Common Criteria for Information Technology Security Evaluation, ISO/IEC 15408, 009 9

10 6. Pētījumu rezultātu izmantošana praktiku uzevumu riināšanai Latvija zelzceļa informācija itēmu iztrāē. 4. PĒTĪJUMU METODOLOĢIJA UN METODES Diertācija pētījumi bāzēja uz: proceu moelēšana rezultātiem zelzceļa tranportā; uz zinātniki pētnieciko arbu rezultātiem, ka veikti Tranporta un akaru intitūtā un Va/ Latvija zelzceļš, kurā arī ir autor piealījie; uz autora pierezi ka iegūta, tam piealotie kā ekpertam, arhitektam, iztrāātājam ažāo informācija itēmu ieviešana projekto atu bāzu un Web itēmu jomā; zinātniku konferenču materiāliem, kurā autor pat piealījie; no zinātnikā literatūra, tehnikā okumentācija un perioikajiem izevumiem, ka veltīti šajā arbā apkatāmajām problēmām. Darbā izmantotā metoe ir itēma analīze matemātikā metoe, bula algebra, relāciju algebra un kopu teorija. 5. DARBA ZINĀTNISKĀ NOVITĀTE Ši arb ir veltīt auzpuīgai temporālo informācija itēmu uzbūve un tā arbība jautājumu izpētei zelzceļa tranportā. Autor aiztāvēšanai niez ekojošu zinātniko rezultātu: 1. Sniegti temporālo atu bāzu uzbūve principi relāciju atu bāze viē, kuri ir aaptēti informācija itēmu funkcionēšana aptākļiem zelzceļā.. Iztrāāti oriģināli moeļi un metoe arbam ar temporālajiem objektiem: temporāl atu moeli ar abtraktu objekta ientifikatoru; temporālo relāciju moeli ar pārklājošiem zīve laikiem Hitorical- Overlappe; temporālā objekta moeli, kam piemīt perioikum un īpašai kalenār; iztrāāta lietotāja pagaiu vie norošināšana metoe; temporālā objekta aktuālā verija noteikšana metoe: loģiko noteikumu un temporālo elementu metoe; intervāla atu tipa atu tranformācija metoe: temporālo atu aizarzība metoe relāciju itēmā relāciju korteža līmenī. 6. DARBA PRAKTISKĀ UN PIELIETOJUMA VĒRTĪBA Darba praktikā vērtība aitīta ar temporālo tehnoloģiju iztrāi un pielietošanu zelzceļa tranportā. Iegūtie rezultāti niez iepēju: 10

11 Eošo zelzceļu informācija itēmu atu bāzēm piešķirt temporālā īpašība un norošināt temporālu augšupejošu avietojamību (bez nepieciešamība moernizēt eošo programmnorošinājumu); Uzlabot temporālo objektu attēlojumu atu bāzē un mijiearbība metoe ar tiem; Paaugtināt temporālo atu integritāti, pieejamību un konfiencialitāti; Uzlabot temporālo atu tranformācija un analīze proceu atu noliktava, kura tiek izmantoti zelzceļā. Pamatojotie uz iegūtajiem rezultātiem ar aktīvu autora līzalību tika: Iztrāāta Va/ Latvija zelzceļa interaktīva kutība arakta itēma; Pilnveiota centralizētā Va/ Latvija zelzceļš klaifikatoru un koifikatoru itēma, ka tiek izmantota ažāā šī uzņēmuma informācija itēmā; Moernizēta virkne Va/ Latvija zelzceļš informācija apakšitēmu, tajā kaitā finanu tatitikā informatīvi analītikā paažieru pārvaājumu itēma, aparāt- un programmnorošinājuma uzkaite itēma). 7. DARBA APROBĀCIJA Pētījumu rezultāti tika nolaīti 16 zinātniko un zinātniki praktikā konferencē Beļģijā, Izraēlā, Latvijā, Lietuvā un Krievijā, tajā kaitā: 1. VI International Conference TranBaltica 001. Riga, Latvia, June 7-8, 001;. Zinātniki praktikā un mācību metoikā konference Zinātne un tehnoloģija oli nākotnē, Tranporta akaru intitūt,.-3. maij, 00. ga, Rīga, Latvija; 3. VII International Conference TranBaltica 00. Riga, Latvia, June 1-14, 00; 4. 43r International Scientific Conference of Riga Technical Univerity. Riga, Latvia, October 10-14, 00; 5. The International Conference Reliability an Statitic in Tranportation an Communication RelStat 0. Riga, Latvia, October 17-18, 00; 6. Starptautikā zinātniki tehnikā conference, ka veltīta Krievija civilā aviācija 80. gaaienai Civilaviācija pašreizēja zinātne, tehnika un abierība attītība pomā. MVCATU. Makava, aprīli, 003. ga; 7. The International Conference on Moelling an Simulation of Buine Sytem: MOSIBUS 003. Vilniu, Lithuania, May 13-14, 003; 8. Sixth International Conference on Computing Anticipatory Sytem CASYS '03. Liège, Belgium, Augut 11-16, 003; 11

12 9. The International Conference Reliability an Statitic in Tranportation an Communication RelStat 03. Riga, Latvia, October 16-17, 003; 10. Sixth International Baltic Conference on Databae an Information Sytem DB&IS 004. Riga, Latvia. June 6-9, 004; 11. The International Conference Reliability an Statitic in Tranportation an Communication RealStat 05. October 13-14, 005. Riga, Latvia; 1. Zinātniki praktikā un mācību metoikā konference Zinātne un tehnoloģija oli nākotnē, Tranporta un akaru intitūt, ecembri, 006. ga, Rīga, Latvija; 13. The International Conference Reliability an Statitic in Tranportation an Communication RelStat 07. October 4-7, 007. Riga, Latvia. 14. The International Conference Moelling of Buine, Inutrial an Tranport Sytem MBITS 08, May 7-10, 008. Riga, Latvia. 15. International Sympoium on Stochatic Moel in Reliability Engineering, Life Science an Operation Management, SMRLO 10, February 8-11, 010, Beer-Sheva, Irael. 16. The 9th Joint Conference on Knowlege-Bae Software Engineering, JCKBSE'10, Augut 5-7, 010, Kauna, Lithuania. Autora arbi tranporta nozare informācija tehnoloģiju pilnveiošana jomā ir aņēmuši: pateicību par labāko zinātniko arbu Datu noliktavu izveie principi lēmumu pieņemšanu atbaltošā itēmā zelzceļa tranportā impozijā "Social an Economic Sytem, Moel, Simulation, Agent, Deciion Support". Setā tarptautikā konference "Computing Anticipatory Sytem" CASYS ' augut, 003. ga. Lježa, Beļģija; Kārļa Irbīša prēmiju (oktoranta tipenija) no Latvija Zinātņu akaēmija, A/ Latvija Gaia Satikme un Latvija izglītība fona Izglītībai, zinātnei un kultūrai par arbu Tranporta informācija itēmu rošība paaugtināšana 005. gaā. 8. PUBLIKĀCIJAS Pamatojotie uz izpēte rezultātiem publicēti 7 [1-7] zinātnikie arbi, tai kaitā 17 zinātnikie rakti un 10 zinātniko referātu tēze. Tajo apkatīta informācija itēmu iztrāe problēma tranporta uzņēmumo un uzevumi, ka aitīti ar temporālo atu bāzu projektēšanu un realizāciju. Darbo liela vērība pievērta liela apjoma atu aptrāe metoēm, jautājumiem, ka aitīti ar temporālo atu integritāte, pieeja un konfiencialitāte. Autoram piealotie tika iztrāāta Va/ Latvija zelzceļš kutība arakta informācija itēma attītība koncepcija [9, 3] un ivu itēmu: Erezervēšana tarptautikajo vilcieno [8] un aparāt- un programmnorošinājuma uzkaite itēma APNIS [31] tehnikie uzevumi. 1

13 9. DARBA STRUKTŪRA Darb atāv no ievaa, četrām noaļām, nolēguma un četriem pielikumiem. Tajā var atrat 80 attēlu un 8 tabula, kopumā 164 lappue. Literatūra araktā ir 134 literatūra avoti. Ievaā tiek apkatīta arba aktualitāte, tiek formulēti pētījumu mērķi un uzevumi, tiek parāīt zinātnikai jaunieveum un iegūto rezultātu praktikā vērtība, kā arī niegt ī arba atur. 1. noaļā tiek apraktīta zelzceļa tranporta informācija itēmu pecifika, tiek atklāta laika un temporālo atu loma šajā itēmā. Tiek pētīta temporālo atu izmantošana evolūcija informācija itēmā, kā arī analizēta temporālo atu izmantošana problēma. Tiek ientificēti un klaificēti uzevumi informācija itēmā, ka aitīti ar temporālo atu uzkaiti un aptrāi. Tiek efinēti izpēte uzevumi.. noaļā tiek apkatīti temporālo atu bāzu teorijā izmantotie pamatjēzieni. Tiek veikt programmatūra kritik pārkat, kuro tiek realizēta temporālā tehnoloģija, tiek pamatota temporālo informācija itēmu iztrāe platforma izvēle. Tiek apkatīti objektu attēlošana jautājumi temporālajā atu bāzē, to integritāte norošināšana un mijiearbība korektuma norošināšana jautājumi. Tie efinēti moeļi un metoe, kura tik izmantota tranporta informācija itēmā, kā arī tiek veikta to klaifikācija. Tiek noformulēta izvēlēto moeļu un metožu realizācija problēma, tiek niegt šī pētījuma uzevumu etalizēt izklāt. 3. noaļā tiek apkatīti temporālo atu bāzu uzbūve principi relāciju viē izmantojot šajā arbā ieteikto temporālo atu attēlošana moeli ar abtrakto ientifikatoru, ka izmanto temporālo loģiku. Īpaši vērība tiek pievērta temporālo objektu pecifiko īpatnību uzkaitei, kurām piemīt perioikum un kurām piemīt īpašā kalenāra funkcija. Tiek ievieta jauna temporālā forma Hitorical-Overlappe, ka ņem vērā temporālā objekta veriju maiņa īpašo režīmu. Tiek riināt jautājum par mijiearbību ar temporāliem atiem. Tiek pieāvāta lietotāju pagaiu vie norošināšana metoe. Tiek riināt temporālā objekta aktuālā verija noteikšana uzevum. Analītikiem piepraījumiem tiek pieāvāt intervālu atu tranformācija metoe. Tiek riināta piekļuve pie temporāliem atiem vaība problēma. 4. noaļā tiek ilutrēt praktik niegto moeļu un metožu pielietojum ar arbojošā informācija itēma piemēru Va/ Latvija zelzceļš. Tiek attēlota iztrāāto moeļu un metožu pielietošana hēma vilcienu kutība arakta interaktīvā itēmā, tiek pētīti atu noliktava procei. Īpaša vērība tiek veltīta temporālo atu tranformācija proceiem. Tiek apkatīt iztrāāto metožu praktikai finanu tatitikā informatīvi analītikā paažieru pārvaājumu itēmā «APFIS». Nolēgumā niegti arbā iegūtie galvenie rezultāti. 13

14 10. GALVENO IEGŪTO REZULTĀTU APRAKSTS Moeļi un metoe arbam ar temporāliem atiem zelzceļa tranporta informācija itēmā Latvija zelzceļā tiek izmantota auza informācija itēma, ka iztrāāta ažāo laiko un izmanto ažāa tehnoloģija. Tā via zināmā mērā izmanto temporālo atu. Daļai no tiem ir īpaš atbalt. Temporālā komponente parāā vai nu informācija itēmu proceo, ka tieši vai netieši mijiearboja ar atu laika imeniju, vai aptrāājamo ato, kuri, lai arī tiem nav laika imenija, pēc būtība ir temporālie ati. LDz uzņēmuma informācija itēmu avtarpējā aitība ar objektiem, kuriem piemīt temporāla īpašība, kā arī to pieerība kāam no temporālo atu veiiem, ir parāīta 1. att. Shēmā ir parāīta 17 ažāa itēma: APIKS-, APNIS, APFIS, APOVS u.c. Tā ir funkcionāli aalīta 4 pielietojuma apgabalo: kravu pārvaājumi, paažieru pārvaājumi, ekonomika un finane un infratruktūra pārvalība, kā arī normatīvā uzziņu itēma. Šī arba gaitā tika izalīti 3 temporālie atu veii, kuri tiek izmantoti zelzceļā: auzveriju ati, uzkrātie vēturikie ati, laika rina (k. 1. att.), kura apkatīim etalizētāk. Dauzveriju ati ati, ka attēlo objekta ažāu tāvokļu, attēlojot to kā atevišķu veriju kopa. Laika gaitā vairum objektu, ka piealā zelzceļa tranporta informācija itēmu funkciju norošināšanā, tiek pakļauti izmaiņām: tiek mainīti vilcienu kutība maršruti, valūtu kuri, zelzceļa pakalpojumu tarifi, energoreuru tarifi, zelzceļa līniju alīšana iecirkņo utt. Šo objektu iepriekšējie tāvokļi (verija) ir nepieciešami ažāiem analītikiem aprēķiniem un prognozēšana uzevumu riināšanai. Lai manipulētu ar verijām, ka aktuāla ažāo laika pomo, katr objekta tāvokli tiek aitīt ar noteiktu laika iapazonu tā aktualitāte laiku. Tāi objekta tāvokļi (verija) var attiektie ne tikai uz tagani un pagātni, bet arī nākotni, piemēram: plānota tarifu maiņa, kutība arakta izveie nākamajai ezonai. Uzkrātie vēturikie ati ažāa operācija, okumenti un citi homogēni ati, ka patāvīgi parāā itēmā un tajā tiek uzkrāti (kvīti par pārotajām biļetēm, veilapa, operācija ar kravām utt.). Šāi ati rakturo zelzceļa pamatproceu funkcionalitāti laika gaitā. Katr šo atu ekemplār nearaujami aitīt ar konkrētu atumu vai laiku. Tieši ši laika faktor ir galvenā imenija analītiko aprēķino. Laika ecība laikrinu temporālie ati. Tie ir ati, ka iegūti objekta novērojumu rezultātā, ka iegūti nepārtrauktā laika ecībā vai pēc noteiktiem laika intervāliem (piemēram fikējot vagonu ātrumu vai to atrašanā koorināte). Šāa veia mērījumu var akārtot hronoloģikā ecībā. Ekitē arī kombinētie temporālo atu veii. Piemēram uzkrāto ato par paažieru biļešu pārošanu ir fikēt ne tikai biļešu pārošana fakt, bet arī to pēējā zēšana fakt, tāējāi tiek novērota objekta auzveriju īpašība. 14

15 Kravu pārvaājumi APOVS DISKOR SAVS Komplek APIKS- NII Dzelzceļa koifikatora un klaifikatora ati Paažieru pārvaājumi APFIS Expre SAR PV AMMAS Kravu pārvaājuma procea vagonu operāciju, kravu un okumentu vēture Pakalpojumu tarifi Valūtu kuri Sarakt Brauciena tarifi, atvieglojumi un piemaka Elektroenerģija tarifi Tehnikā norošinājuma arba vietā maiņa vēture Dauzveriju ati Pārošana ati Nekutamā īpašuma objektu tāvokli Vilciena kutība noteikumi iecirkņo NIS BISK APNIS SPDB ALSN KVC DKDS Infratruktūra Dokumentu verija Peronāla un ierīču arbība novērtējum Statitikie rāītāji Muita noacījumi Avārija Temporālie ati Laikrina un uzkrātie vēturikie ati Deklarācija Finanu operācija Finanu perioi (lēgšana, atvēršana), līguma pamatlīzekli MySAP Ekonomika un finane 1. attēl. LDz informācija itēmā izmantotie temporālie ati Šo temporālo atu uzturēšanai nepieciešama ava metoe un moeļi, aļa no tām ekitēja jau iepriekš, aļai bija nepieciešama aaptācija, aļa tika izveiota šī pētījuma laikā.. attēlā ir apkopoti šie moeļi un metoe. Autor veica šo ažāo pieāvāto līzekļu trukturizāciju. informācija itēmu analīze, kura izmanto zelzceļā, parāīja, ka komponente, ka piealā temporālo atu apkalpošanā, atroa ažāo līmeņo: itēma, pielietojuma un loģikajā. Tāēļ līmeni ir izvēlēt, kā pirmai kritērij pēc kura veikt trukturēšanu. Pie itēma līmeņa ir piekaitāmi DBPS līzekļi; uz loģiko līmeni attieca komponente ar kuru palīzību apraktīt temporālo moeli; pie lietišķā līmeņa ir piekaitāmi pielietojuma itēmu moeļi un metoe, ka ņem vērā atu temporālā īpašība. Ar ubultlīniju hēmā ir attēlota pētāmā metoe un moeļi. Shēmā etalizēti ir izvērta tikai tā grupa, kura bija nepieciešam iztrāāt. Daļa metožu (ka evišķi rakturīg itēma līmenim) ir kopēja, aža pecializēta temporālajiem atiem. Ar baltu krāu atzīmēta zināmā metoe un moeļi, ar zaļu autora iztrāātā. Kopumā šī hēma attēlo veikto pētījumu plānu. Pie tam galvenā vērība pievērta loģikajam līmenim, proti, informācija itēma temporālo objektu attēlošanai atu bāzē un to avtarpējā mijiearbība metoēm. Atzīmēim, ka hēmai ir univerāla nozīme un 15

16 veicot nelielu precizējumu un izmaiņa tā var tikt izmantota analoģiko pētījumu citā pielietojuma jomā. Apkatīim etalizētāk katru no hēmā attēlotiem līmeņiem. Sitēma līmeni. Praktiki via moernā itēma netiek iztrāāta no nulle, kā ta bija rakturīgi gau itēmām, bet tiek izmantota gatava atu pārvalība platforma. Tāa platforma jau atur via nepieciešamā fizikā atu organizācija metoe. Taču ir nepieciešama zināšana par zema līmeņa metoēm, ka parezēta piekļuvei atiem izvēlētajā DBPS, lai varētu efektīvi pārvalīt temporālo atu. Sitēma līmenī tiek pieāvāt izmantot pieca moeļu un metožu grupa. Datu fiziko organizāciju moeļi, piekļuve metoe pie fizikiem glabāšana objektiem, atu piekļuve ātrumu palielināšana metoe aitīta ar atu tabulu organizāciju failo, ka atroa uz ikiem, izmantojot ažāa inekācija metoe (t.k. atu klāterizāciju) un organizējot paralēlo piekļuvi pie atiem. Liela apjoma atu glabāšana un aptrāe metoe riina analoģiku uzevumu, bet tā orientēta uz operācijām ar liela apjoma atiem. Temporālām itēmām pēējai aptākli ir īpaši nozīmīg, tāēļ šī grupa izneta atevišķā blokā. Tranakciju mehānimam ir varīga loma temporālā moeļa integritāte norošināšanai. Sitēma līmeņa moeļu un metožu izmantošana jautājumi tiek apkatīti iertācija. noaļā. To praktikai pielietojum tranporta informācija itēmā ir niegt 4. noaļā. Loģikā attēlojuma līmeni. Temporālo atu moeļu izvēle (temporālā forma) ir galvenai riināmai jautājum atu bāze projektēšana loģikajā līmenī. Temporālai moeli tiek apkatīt pēc analoģija ar relācija moeli, ka atāv no trim atāvaļām: trukturālā, manipulatīvā un integritāte. Temporālo moeļu atšķirība trukturālajā atāvaļā izpauža temporālo atribūtu izvēlē. Integritāte atāvaļa atšķira pēc temporālā integritāte ierobežojuma un manipulatīvā atšķira pēc temporālo objektu piepraījumu algebra. Tāēļ hēmā niegtajām metoēm ir pecifika realizācija katram temporālo atu moelim. Strukturālajā atāvaļā kā univerālai temporālo atu attēlošana moeli relāciju viē ir paniegt temporālo atu moeli ar abtraktu ientifikatoru, ka ļauj attēlot temporālo objektu kā relāciju kopu [3, 5]. Relācija, ka aprakta objekta temporālā īpašība var būt ažāa: Rollback, Hitorical-Claic, Bitemporal, Hitorical-Overlappe. Pirmā trī forma ir viiem zināma, ceturtā forma Hitorical-Overlappe ir iztrāāta šajā iertācijā [11] un pielietota LDz informācija itēmā. Šī forma ņem vērā temporālā objekta veriju maiņa īpašo režīmu, ka rakturīg ažiem zelzceļa tranporta proceiem. Tranportā ekitē arī auz objektu ar perioikuma īpašībām un kuru aita īpašai (izmainām) kalenār. Šāu objektu apraktam arbā ir pieāvāt temporālā objekta moeli, kuram ir perioikuma īpašība un kurš ir atkarīg no kalenāra [11, 1, 13, 15]. Manipulatīvā atāvaļa ietver metoe ar kurām apraktīt korektu temporālo atu mijiearbību, kā arī temporālo ietvaru, ka norošina šo mijiearbību ņemot vērā integritāte atāvaļu. 16

17 17. attēl. Moeļu un metoţu kopa, kura parezēt izmantot tranporta temporālajā informācija itēmā

18 Tā kā pecializētā temporālā DBPS nav atrauša pielietojumu ražošanā [3, 10], viu manipulēšana loģiku ar temporālajiem objektiem, tranporta itēmu iztrāātājiem nepieciešam iztrāāt pašiem. Relāciju DBPS nepieāvā vai aļēji nepieāvā temporālo atu pārvalība līzekļu. Tāēļ temporālā moeļa manipulatīvo un integritāte atāvaļa relāciju viē nepieciešam papilināt ar laika loģika relāciju aparātu. Šāu loģiku var realizēt ažāo itēma arhitektūra līmeņo: atu bāze līmenī, neatkarīgā proki līmenī, ervera vai klienta (lietotāja) lietojumā. Tāēļ ekitē vairāka temporālā ietvara realizācija metoe. Darbā [10] tika apkatīti temporālā ietvara realizācija līmeņa izvēle jautājumi. Autor o priekšroku atu bāze līmenim un turpmāk apkatī tikai šo līmeni un pieāvā temporālā ietvara metoe, ņemot vērā temporālo atu uzturēšanu relāciju viē no trukturālā, integritāte un manipulatīvā apekta. Temporālā ietvara realizācija metoe šajā arbā realizēta pēc temporālo atu bāzu izveie principiem relāciju viē [3], ka pēc būtība ir kompleka pieeja temporālo atu bāzu izveiei baltotie uz relāciju DBPS, ar kurām var mijiearbotie ne tikai no temporālajiem lietojumiem. Temporāla ietvara pār netemporāla atubāze veio hēmā niegto loģikā līmeņa metožu kopa. Temporālo piepraījumu valoa izmantošana (īpaša piepraījumu valoa kontrukcija temporālajiem atiem), temporālo piepraījumu optimizācija metoe un īpašu paņēmienu lietošana vēršotie pie temporālajiem atiem, ļauj izvairītie no magām SQL kontrukcijām un paaugtināt piepraījuma izpile efektivitāti. Par auzu jautājumu atriinājumu šajā fērā kļuva iertācijā iztrāātā lietotāja pagaiu vie norošināšana metoe, ka ļauj lietotāju novietot noteiktā laika momentā un izpilīt netemporālo piepraījumu temporālajiem atiem attiecībā pret šo laika momentu. Šī metoe arī kalpo kā temporālo piepraījumu truktūra optimizācija līzekli. Katra temporālā forma piepraa avu noteiktā laikā aktuālā temporālā objekta verija noteikšana uzevuma riinājumu. Pieaugot temporālā forma laika parametra īpatnībām, pieaug šī uzevuma efektīva riinājuma arežģītība. To riinājumam šajā arbā ir pieāvāta iva alternatīva temporāla objekta aktuālā verija noteikšana metoe: loģiko noteikumu metoe un temporālo elementu metoe [1, 13, 15]. Liel vairum auzveriju atu IS atubāze tiek glabāt intervālu veiā. Intervālu forma ākotnēji nav ērta vairumā gaījumu, bet to arežģītība auzkārt pieaug, ka tiek ņemti vērā ekojoši apekti: perioikum, īpašai kalenār un nepieciešamība izmantot aprēķino vairāka aitītā tabula. Autora pieāvātā intervālu atu tranformācija metoe pielietojum atriina aprēķiniem neērto atu attēlošana problēmu, pārvēršot intervāla faktu par laikrinu. Pie atu konfiencialitāte norošināšana metoēm attieca tāa, ka norošina aizarzību pret neankcionētu piekļuvi izpilot izmaiņa operācija. Konfiencialitāte norošināšana jautājum tiek apkatīt 3. noaļā pieeja vaība temporāliem atiem problēma riinājuma ietvaro. Zināmā pieeja piekļuve vaībai ikrēcija piekļuve kontrole un manātu piekļuve kontrole neapmierina temporālo atu piekļuve tieību ierobežošana politika praība. Savā traicionālajā efinīcijā tie nepēj ņemt vērā temporālo imeniju, ka atur tieību ierobežošanai nepieciešamo informāciju. Vien no minētā veia uzevumiem tika apkatīt arbā [9], kurā pieāvāt 18

19 lietotāja piekļuve kontrolei pie ažāu laika intervālu atiem izmantot relāciju itēmu piekļuve atiem ierobežošana metoi relācija korteža līmenī [4, 7, 9]. Piekļuve temporālajiem atiem ir par kārtu arežģītāka un vairāk praīga pret kaitļošana reuriem. Temporālo atu piekļuve efektivitāte tiek aniegta izmantojot atu bāze attīrīšana no veciem ieraktiem metoi (vacuuming). Katrai temporālajai formai ir ava atkritumu ientifikācija metoe [10]. Integritāte atāvaļu veio integritāte norošināšana metoe, pie kurām ir piekaitāma: temporālā normālforma uzturēšana metoe, temporālo atribūtu integritāte un citi noteikumi. Integritāte atāvaļa ietver arī relāciju temporālā funkcionalitāte uzturēšanu tarp ažāām formām, piemēram automātika iepriekšējo objektu veriju aglabāšana metoe formai Rollback [5]. Nekatotie uz to, ka temporālā relācija arī ir relācija, ar zināmajiem relāciju truktūru integritāte līzekļiem vien nepietiek, jo objekti, kuru glabā šī itēma, ir auzveriju, ko klaikajā pieejā relāciju moeli nepieāvā. Šeit ir nepieciešam izmantot temporālorientētā metoe integritāte norošināšanai. Šī pētījumu fēra moernajā literatūra nav praktiki karta. Integritāte un pieejamība norošināšana jautājumi tiek apkatīti temporālo atu moeļu analīze un iztrāe laikā iertācija 3. noaļā. Lietišķai līmeni. Temporālo atu pilnība un ticamība paaugtināšana metoe ir piepraīta gan analītikajā, gan tranakciju itēmā. Šo metožu noaukumam nav nepieciešami papilu komentāri, taču er atzīmēt, ka šo metožu algoritmo tiek ņemta vērā atu temporālā komponente. Kā šo metožu praktiko pielietojumu minēim: izlaito vērtību ievietošana, trokšņa noņemšana novērojamo ato u.c. Temporālo atu analīze izmantojot jebkura analīze metoe, tajā kaitā tatitikā metoe, intelektuālā atu analīze metoe (Data mining), atšķirībā no paratajām metoēm, papilināta ar pēju aprat temporālo atu truktūru. Liela apjoma atu glabāšana itēma, tāa kā atu noliktava, neizbēgami ir aitīta ar temporālajiem atiem. Jebkurām liela apjoma atu aptrāe itēmu izveie metoēm vai moeļiem (piemēram itēmu virtuālie atu moeļi ir parāīti [6, 8], atkaišu agatavošana itēma paažieru pārvaājumo [1, ]) ta ir jāņem vērā. Procei, ka arboja ar atiem atu noliktavā ir aitīti ar temporālo agregātu aprēķiniem un ar laikrinu aprēķiniem. 4. noaļā parāīta ETL itēmu izveie metoe ņemot vērā temporālo atu komponenti un itēma proceu, ka niez iepēju atvieglot atu aptrāe realizāciju un paaugtināt temporālo atu rošību. Turpinājumā etalizētāk apkatīim autora iztrāāto moeļu un metoe Temporālo atu moeli ar abtraktu objekta ientifikatoru Ņemot vērā lielo iegulījumu relāciju atu bāzē, kura izmanto vairum zelzceļa tranporta uzņēmumu informācija itēma un uzkrāto praktikā arba pierezi, autor neuzkata, ka jāapkata jautājum par pāreju uz pecializētu TDBPS, bet pieāvā izmantot relāciju vii temporālo atu bāzu realizācijai iztrāājot atbiltošu temporālo ietvaru. Šī uzevuma riinājum notiek ivo virzieno: temporālo atu moeļu iztrāe relāciju viē un laika loģika iztrāe izmantojot relāciju līzekļu. 19

20 Pirmā virziena ietvaro autor iztrāāja temporālo atu moeli ar abtraktu objekta ientifikatoru (moeli AOID) [3, 5], ka ļauj attēlot jebkuru temporālo objektu relāciju atu bāzē kā relāciju kopu. Šajā moelī objekta zīve laik tiek apraktīt ar viu tā īpašību zīve laikiem, kuri ir apraktīti ar ažāām relācijām un kuriem ir laika atribūt t (zīve laika ākum) un t e (laika beiga). Apkatīim moeļa truktūra aļu temporālā objekta atu attēlošana moeli relāciju tabula veiā. Tiek pieņemt, ka temporālā itēma objektu O rakturo unikāl abtrakt ientifikator OID un īpašību kopa A un ta var tikt attēlot formā: O ( OID, Α). Objekta īpašību kopa A { a 1, a,, a m} tiek iealīta ivā apakškopā : tatiko īpašību kopā A, kura nemainā laikā un inamikā īpašību kopa A, kura izmainā, pie kam: A A A, i { 1 A A, A a, a,, a }, A a, a,, a }, k { 1 kur a un a i atbiltošā tatitikā un inamikā īpašība; k un n atbiltošo tatitiko un inamiko īpašību kait; m=n+k kopējai objekta O īpašību kait. Tā kā atribūtu vērtībām relāciju atu bāzē jābūt atomārām, ta tatiko un inamiko atribūtu vērtību attēlošanai ir nepietiekoši izmantot vienu relāciju tabulu. Parāīim objektu O kā avtarpēji aitītu relāciju tabulu hēmu: O OID ( R, R1, R,, Rl, R1, R,, Rq ), OID OID kur R R OID, A ) vecāku tabula, kura aprakta objekta abtrakto ( 0 ientifikatoru OID un ietverošo tatiko atomāro objekta OID relācija ientifikator R, R,, Rl OID R ; 1 bērnu relācija, ka aprakta objekta kam l k ) ar šāu hēmu: kurā Ri Ri ( OID, Ai ), i 1,,..., l, i A 0 atribūtu kopu, n A 0 A ; A tatikā īpašība (pie A objekta tatiko īpašību apakškopa. Tā ir loģiki apvienoti vienā relācijā (pēc glabāšana optimizācija principa, tiem ir nepieciešamība atbilt pirmajai normālformai, informācija un funkcionālā noalīšana principam un citiem kritērijiem, kuru parati ņem vērā projektējot atu bāze), aprakta atomārā objekta īpašība, ta OID ir relācija auzargumentu īpašībām tiek ņemti vērā papilu atribūti;, R q A i A. Ja relācija R i ientifikator, R 1, R bērnu relācija, ka aprakta ikrēti laikā mainīgu inamiku atribūtu A ( pie kam q n ), ar šāa veia hēmām: Ri Ri ( OID, Ai, T i), i 1,,..., q, 0

21 kurā A i ikrētu inamiku atribūtu apakškopa, ka ir loģiki un pēc vienlaicīga vērtību izmaiņa principa ir apvienoti vienā relācijā, A A. Izmantojot šāu atribūtu alīšanu q relācijā, tiek iegūta temporālā normālforma (TNF); T i laika atribūta vērtība, ka atkarībā no temporālā forma nozīmē eošā laika relāciju (VT, Vali Time) vai tranakcija laika relāciju (TT, Tranaction Time) vai aba reizē, T i T, kur VT VT TT TT T { t, te, t, te } laika imenija atribūtu kopa. Ja relācija aprakta atomārā objekta īpašība, ta atkarībā no relācija laika forma, relācija TT VT ientifikatoru attēlo pāri ( OID, t ) vai ( OID, t ). Relācija gaījumā ar auz īpašībām, atlēgu ientificē papilu atribūti. Kopējai temporālo atu moeli ar abtraktu objekta ientifikatoru ir attēlot ER hēma veiā 3. attēlā. R OID OID A 0 R OID i Vecāka relācija, ka aprakta abolūto objekta OID ientifikatoru ( OID, A0 ) R 1 OID A 1 R OID A... R l OID A l R i ( OID i 1,l, A i Bērna relācija, ka aprakta tatiko objekta īpašību ) Rl 1 OID T 1 A 1 Rl OID T A... R q OID T q A q R i ( OID, T i i 1, q, A i Bērna relācija, ka aprakta inamiko objekta īpašību ) 3. attēl. Datu moeli ar abtraktu objekta ientifikatoru ER hēma veiā Temporālo relāciju moeli ar zīve laika pārklāšano Hitorical-Overlappe Viena no būtikām problēma, ka roa apkatītajo zelzceļa tranporta informācija itēmu uzevumo ir aitīta ar objektu zīve ciklu pārklāšano. Atšķirībā no klaikā zīve cikla izpratne un temporālo objektu veriju maiņa principa, objekta zīve cikl var tikt aalīt vairāko pomo. Ta nozīmē, ka objekta verija šāo uzevumo novērojumu laikā var vairāka reize ieiet un iziet no ēnu zona. Uzevuma piemēr ar šāām īpatnībām ir paažieru vilcienu kutība uzkaite itēma, ka aplūkota autora arbo [5, 1, 13, 15]. Temporālai objekt tajā ir vilcienu arakt. Tā viena verija var būt aktuāla vairāko laika pomo. Piemēram vilcienu kutība pamatarakt var tikt uz ažām ienām aiztāt ar citu araktu, ka aaptēt remontarbu veikšanai, bet pēc arbu beigšana, atjaunot iepriekšējai arakt. 1

22 Zināmā temporālo relāciju forma Snaphot, Hitorical, Rollback, Bitemporal (k. 4. att.) temporālo objektu apraktīšanai ar šāām īpašībām nav efektīva, ka izpauža ne tikai kā neekonomika iku vieta izmantošana, bet arī paaugtina temporālo atu integritāte zauēšana riku, veicot tajo izmaiņa. Pieaugošu atu apjoma aptākļo un pieaugot praībām atu integritāte aglabāšanai un pieejamībai tranporta itēmā, iepriekš uzkaitītie trūkumi kļūt kritiki [11]. Relation Non temporal relation Temporal relation Snaphot Rollback Hitorical Bitemporal R(OID, A) R(OID, A, TT) R(OID, A, VT, TT) Claic Overlappe R(OID, A, VT) 4. attēl. Relāciju veii temporālajā atu bāzē R(OID, A, VT, t f ) Autor ir pieāvāji īpašu temporālo atu moeli, kurā ir novērti iepriekš minētie trūkumi relāciju moeli ar pārklājošiem zīve laikiem Hitorical-Overlappe (4. att. attēlota ar punktotu līniju), ka apkatīt autora arbo [11, 1, 13, 15]. Šajā moelī ir ietverta varīgākā īpašība zināmo temporālo relāciju tipiem, proti, parez iepēju norošināt vairāka objekta verija, kura ecīgi kļūt aktuāla. Pie kam pētāmai relāciju tip var kļūt aktuāl vairāka reize. Ar pārklājošiem zīve laikiem Hitorical-Overlappe relācija hēma ir attēlota šāi: R OID, A, VT, t ), ( f kur VT i-tā verija arbība iapazon, ko rakturo ākuma un beigu laik: VT= VT VT [ t, t ], t tranakcija fikācija laik (atbilt augtāk apkatītam atribūtam e TT t ). Tranakcija fikācija laik tiek veiot ierakta nokļūšana atu bāzē vai tā izmaiņa laikā. Pamatojotie uz šī atribūta vērtību tiek aprēķināta objekta aktuālā verija OID. Divu vai vairāku veriju ekitence ar pārklājošiem laika iapazoniem nav pretrunā attiecība Hitorical-Overlappe veelumam. Ta nozīmē, attiecībā R var ekitēt ivi korteži r un p, tā lai: ( r. OID p. OID) ( rvt. p. VT ). Kā piemēru attiecībai ar iviem pārklājošiem laika nogriežņiem, apkatīim vilcienu atiešana no tacija kutība arakta glabāšana uzevumu.

23 Vairumam vilcienu kutība araktu ir nepārtraukt raktur, taču ažāu iemelu ēļ iepējama plānota vai neplānota atiešana laika izmaiņa. Uzevuma būtība ir jebkurā laika momentā, jebkurai ienai pagātnē vai nākotnē, noteikt šajā brīī eošo vilciena atiešanu no novērojamā tacija. 5. attēlā ir parāīt vilciena kutība arakta izmaiņu cenārij. Apkatīim to etalizētāk. Vilcienam ar numuru 13P vaara laika perioā no līz tika nozīmēt bāze ezona arakt (Bae). Sakarā ar remontarbu veikšanu laika pomā no līz 15.07, kutība arakt tika mainīt (Repair work), bet pilēta vētko tika nozīmēt īpašai arakt (City anniverary). TT: t f City anniverary, 3:00 4 Repair work, :10 3 Bae, 1: VT 5. attēl. Kutība arakta arbība laiku pārklāšanā piemēr 6.att. attēlot kā informācija minētajā piemērā var tikt attēlota ivā ažāā formā: klaikā ar nepārklājošiem laika nogriežņiem Hitorical-Claic un ar pārklājošiem zīve laikiem Hitorical-Overlappe. Reālā laika atribūti VT t un VT t e norāa atbiltoši arakta perioa ākuma un beiga; atribūt t tranakcija laik. Hitorical-Claic OID Departure VT VT t Train time t e 13Р 1: Р : Р 3: Р : Р 1: Hitorical-Overlappe OID Departure VT VT t Train time t e t 13Р 1: Р : Р 3: attēl. Relācija Vilcienu atiešana no tacija kutība arakt formā Hitorical-Claic un Hitorical-Overlappe Sniegtai piemēr parāa, ka relācija ar pārklājošiem zīve cikliem ir ekonomikāka no kortežu kaita pozīcijām, kā arī neieviešot papilu atribūtu, kairāk izaka uzevuma emantiku. Ieguvum uz emantika noošana rēķina, tiek norošināt tāēļ, ka relācijā Hitorical-Overlappe kortež atur arī maiņa

24 paraīšana faktu, bet ne tikai kutība arakta maiņa ecību, kā ta ir relācijā Hitorical-Claic. Objektu veriju pārvalība princip relācijā Hitorical-Overlappe atšķira no relācija Hitorical-Claic pārvalība. Hitorical-Overlappe relācija atšķirība īpatnība ir tā, ka parāotie jaunai objekta verijai vai mainotie eošai nav nepieciešama objekta blaku veriju (iepriekšējā vai nākamā) laika atribūtu iepriekšēja aptrāe. Turpretim relācija Hitorical-Claic jauna objekta verija raīšana vai eošā maiņa aitīta ar objekta citu veriju zīve laika robežu aptrāi, kuru zīve laik tika pilnībā vai aļēji pārklāt moifikācija rezultātā (vairumā gaījumu ta attieca uz iepriekšējo vai nākamo veriju). Forma Hitorical-Overlappe objekta aktuālā verija ientifikācija laika momentā t, aitīta ar arežģītāku piekļuvi atiem, jo nekatotie uz laika momenta t pieerība pārbaui objekta verija laika iapazonam VT VT [ t, te ] ir nepieciešam izvēlētie pēc iepēja jaunāku objekta veriju izmantojot atribūtu t. Apkopoto relāciju formu Hitorical-Claic un Hitorical-Overlappe alīzinošie rezultāti ir parāīti tab.1. Salīzināšanai tika izmantota iva iepējamā reālā moelēšana ituācija: viena objekta verija nekļūt aktuāla vairāk par vienu reizi un ka viena un tā pati objekta verija ir aktuāla vairāko laika pomo. Rāītāj Tab. 1. Hitorical-Claic un Hitorical-Overlappe formu alīzināšana rezultāti Situācija Temporālā relācija izmēr (kortežu kait) Integritāte atu maiņa gaījumo (operāciju kait ar kortežiem parāotie jaunai objektu verijai) Objekta pieejamība ientificējot laika momentā t aktuālo objekta veriju (aptrāājamo kortežu kait) Viena objekta verija nekļūt aktuāla vairāk par vienu reizi: g = h Hitorical- Claic Hitorical- Overlappe Viena un tā pati objekta verija ir aktuāla vairāko laika pomo: g < h Hitorical- Claic Hitorical- Overlappe g g [g + 1; g - 1] g 0 0 [0; u + + i] 0 {0, 1} {0, 1} {0, 1} [0; g(t)] Pakairoim 1. tabulā izmantoto apzīmējumu: g objektu veriju kait; h verija aktualitāšu kait, v k ; u {0, 1, } kortežu kait, ka atbilt aļēji pārklātiem zīve laikiem; šiem u kortežiem ir jābūt mainītiem; {0, 1,, h} kortežu kait, ka atbilt pilnīgi pārklātiem zīve laikiem; šiem kortežiem jābūt zētiem vai atzīmētiem kā neerīgiem; i {0, 1} kortežu kait, ka atbilt laika perioiem, kuri pilnībā pārklāj jaunā verija laika periou; šiem i kortežiem jābūt pievienotiem, pie kam jāizpilā noacījumam (i = 1) ( = 0); ( > 0) (i = 0); v (t) objekta veriju kait, ka aktuāli laika t. 4

25 10.4. Laika loģika realizācija relācija moeļa ietvaro Otr temporālā ietvara izveie uzevuma virzien ir laika loģika iztrāe relācija moeļa ietvaro. Tā riinājumam autor pieāvāja paplašināt temporālo atu relāciju moeļa manipulatīvo un integritāte atāvaļa. Galvenie šī paplašinājuma uzevumi ir: hronoloģikā auzveriju vēture un temporālā integritāte norošināšana; zēšana operācija DELETE, UPDATE un paplašinātā meklēšana SELECT izpile ņemot vērā objekta laika īpašība; temporālā augšupejošā avietošanā norošināšana ar arbojošiem netemporāliem lietojumiem; norošināt pieeju viām nākamajām un iepriekšējām objekta verijām; garantēt tikai viena aktuālā objekta verija eamību jebkurā laika momentā. Aptāimie pie temporālā ietvara realizācija pamatīpatnībām. Lai aglabātu eošo lietojumu loģiku, nepieciešam atļaut objekta (t.i. tā īpašība) zēšana operāciju DELETE un izmaiņa operāciju UPDATE. Taču izpilot šī operācija nerīkt tikt pazauēt nevien objekta tāvokli. Šai gaījumā tiek pieāvāt ekojoš moifikācija operācija izpile mehānim. Laika momentā t o, ka tiek mainīt i-tā objekta tāvokli, temporālā ietvara komponente pārvieto objekta neaktuālo i veriju ēna zonā ar automātiku zīve cikla perioa t e to beigu brīža fikāciju. Šajā brīī operācija DELETE proce beiza, bet operācija UPDATE gaījumā temporālai ietvar izveio jaunu relāciju kortežu (jaunu ieraktu) aktuālo (i 1) -o ( i objekta veriju ar zīve cikla ākuma laiku t 1) to (k. 7. att.). Tāa laika loģika atbilt temporālajai formai Rollback. Objekta verija Nr. i+1 (i+1) t = to INSERT (i+1)-ai zīve cikl Tikai UPDATE i i- tai zīve cikl (i) te = to UPDATE Ēna zona UPDATE un DELETE Tranakcija laik to - objekta atjaunošana operācija izpile laika moment 7. attēl. Objekta tāvokļa maiľa iagramma temporālajā formā Rollback Autora pieāvātā mijiearbība hēma ar atu bāzi, ka realizē iepriekš apraktīto operāciju UPDATE, ir attēlota 8.att. Tā realizācijai ir izmantoti aktīvā atu bāze tanartlīzekļi: SQL valoa, atu attēlošana (View) un trigeri. 5

26 Piešķirot minētajiem informācija itēmu atu bāzu objektiem temporālā imenija, notiek nopietna trukturālā izmaiņa, ākot ar primārā atlēga atāvu un līz pat relāciju ekompozīcijai. Tāa izmaiņa nevar ietekmēt lietojuma funkcionēšana loģiku. Eošā lietojuma loģika uzturēšanai tiek norošināta aglabājot to mijiearbība ar atu bāzi interfeiu. Eošā loģika uzturēšana arvojošam lietotnēm tiek norošināta aglabājot to mijiearbība interfeiu ar atu bāzēm. Lai riinātu vecā interfeia aglabāšana uzevumu DB, ka paplašināta ar temporālām īpašībām, tiek ieteikt formēt atu attēlojumu, ka atur ākotnējā DB elementu truktūru un ientifikatoru līz tā trukturālajām izmaiņām. Ta viiem DB elementiem, kuri tika pakļauti trukturālajām izmaiņām, nepieciešam piešķirt jaunu noaukumu. 8. attēlā parāītajā piemērā, veicot tabula Table1 temporālo paplašinājumu, tā tika pārvērta par tabulu kopu, ka projektēta akaņā ar AOID moeli: Table1_T0, Table1_T1 utt. Atkarībā no inamiko atribūtu kaita, bet ar tā noaukumu Table1 izveiot attēlojum, ka attēlo atu to ākotnējā veiā. Attēlojum Table1 realizē moeļa OID atu kompozīciju viu temporālo tabulu šķēlumā, kuri atur atu aktuālā vērtība piepraījuma brīī. Lietojumprogramma (Legacy Application) mijiearboja ar Table1 ar piepraījumu palīzību, kuru izmanto līz tabulu temporālajam paplašinājumam, un iegūt rezultātu, ka atbilt to ākotnējai truktūrai. Lietojumprogramma ģenerētai izmaiņu piepraījum (UPDATE) neatur nekāu atu par jaunā vērtība laika iapazonu. Temporālai ietvar automātiki pārķer šo piepraījumu un izmantojot trigeri Trigger(U) veic arbību virkni, ka aglabā iepriekšējā verija un uztāa temporālo atribūtu jaunā vērtība. 8.att. attēlota piepraījuma aptrāe hēma, kuru ūta lietotne, kura ņem vērā atu temporālo rakturu (Temporal DB Application). Šajā gaījumā atu moifikācija notiek ar jaunā verija ievietošanu, kurai ir pieejama via laika atzīme. Temporālai ietvar šeit pila citu lomu: ar trigera Trigger(I) palīzību tā realizē atu temporālo integritāti, veicot jaukto veriju atu iapazonu atjaunošanu pārklāšanā gaījumo un nepieciešamība gaījumā aalot cita verija laika iapazonu ivo pomo. Legacy Application Netemporālai vaicājum UPDATE Table1 SET A1 = new value A1 = new value Non-temporal DB TABLE Table1 A1 A A3 now Temporal DB Application UPDATE Table1 SET A1 = new value A1 = new value in [now, ) A1 = ol value in [t,now-1] Temporālai vaicājum INSERT INTO Table1_T(A1,t,t e ) VALUES ( new value, 11.04, ) A1 = new value in [ 11.04, ] A1 = {other value} in VT- [ 11.04, ] Temporal DB VIEW Table1 A1 A A3 TRIGGER (U) TRIGGER (I) Moel AOID Temporal TABLE Table_T Table3_T Table1_T A A3 A1 t t t t t e t e e 8. attēl. Temporālo atu atjaunošana piepraījumu norošināšana 6

27 Tāējāi pieāvātā pieeja ļauj atu bāzi apgāāt uzreiz ar iviem interfeiiem: temporālo un klaiko relācija (netemporālo). Pirmai attēlo temporālo atu ākotnējā veiā, otrai norošina temporālu augšupejošu avietojamību ar jau eošiem netemporāliem lietojumiem, niezot mijiearbība brīī aktuālo atu. Pie tam, izmantojot netemporālo interfeiu tiek norošināta via moifikācija operācija, bet lietojumam nerezama temporālai ietvar automātiki uztur atu temporālo integritāti. Šī metoe ir izkatīta un praktiki izmantota iertācija 3. noaļā un arbo [3, 5]. Taču vairākā tranporta informācija itēmā mijiearbība tikai ar piepraījuma brīī aktuālajiem atiem nav pietiekama. Pirmkārt ta attieca uz itēmām, ka aptrāā vēturiki uzkrāto atu. Katr šāu atu ekemplār (makājum, līgum, tranporta operācija u.c.) ir aitīt ar kāu noteiktu laika momentu un līz ar to ar aktuālo normatīvā izziņa informāciju. Lietojumu ūtītie piepraījumi normatīvā izziņu informācija atu bāzei neņem vērā atu temporālo imeniju, tāēļ tie nepēj nokaņotie uz noteiktu laika intervālu. Netemporālo piepraījumu pārvietošana uz noteiktu laika momentu problēma riinājum ir lietotāja laika vie norošināšana metoe izmantošana. Metoe pamatā ir eošā laika brīža now pārvietošana un lietotāja (vai lietojuma) ievietošana noteiktā laika momentā. Vii viņa piepraījumi tiek veikti attiecībā pret pārvietoto laika brīi. Ši moment tiek uztāīt īpaši efinētā lietotāja laika viē un tiek aukt par vie mainīgo. Tāējāi metoe ļauj veikt netemporālo piepraījumu auzveriju atiem ažāo laika griezumo. Parāīim šo principu ekojošā piemērā. Pieņemim, ka ekitē netemporālā piepraījuma forma Q(O) atu bāzei, ka atgriež objekta О atu. Pēc temporālā imenija piešķiršana atu bāzei, tajā glabāja vair nevi viena objekta О tāvokļa verija, bet trī: v 1, v un v 3 (kā ta parāīt 9. attēlā). Apkatīim piepraījuma arbība ivu variantu: pie neefinēta vie mainīgā vērtība un ka tā ir t 1 laika moment no pagātne. Pirmajā gaījumā temporālai ietvar izpilī piepraījumu attiecībā pret eošo laiku (now) un piepraījuma rezultāt Q(O) bū objekta verija v, ka aktuāla piepraījuma izpile brīī. Otrajā gaījumā piepraījum tiek izpilīt attiecībā pret pagaiu viē uztāīto laika momentu t 1. Rezultātā tik izvēlēta verija v 1, ka aktuāla laika momentā t 1. Object O verion v 3 Objekta O atu vaicājum bez laika griezuma efinēšana: Q(O) 1 1.Pēc nokluējuma lietotāj atroa eošajā laika momenta now: v 3 Q(O)=v v v 1 v 1 v.punkta now pārbīe uz t 1 : Q(O)=v 1 t 1 now Vali time 9. attēl. Punkta now pārbīe lietotāja piepraījumā 7

28 10. attēlā paraīta pāreja no netemporālā atu bāze uz temporālo eošajam lietojumam. Pēc hēma rezam, ka lietojum ģenerē vienu un to pašu netemporālo piepraījumu, taču bez netemporālo interfeiu aglabāšana, jaunā temporālā atu bāze pēj aptrāāt piepraījumu ažāo laika lāņo, ka nepieciešam precīzākai lietojuma arbībai. Sniegtajā piemērā tiek aptrāāti ivu ažāu lietotāju piepraījumi, kuriem efinēta iniviuāla pagaiu vie. Rezam ka vienam un tam pašam piepraījumam lietotāji aņem atšķirīga atbile, kur katra ir aktuāla vie mainīgajā uzotajā laika momentā. Netemporālai vaicājum Non-temporal DB now Legacy Application Uer1 Uer Temporal DB Application SELECT A1 FROM Table1 A1 at the moment now SELECT A1 FROM Table1 A1 at the moment SELECT A1 FROM Table1 A1 at the moment Temporālai vaicājum SELECT A1 FROM TABLE(Table1( )) AS t A1 at the moment ' VIEW Table1 A1 A A3 Temporal DB FUNCTION y=f(x) x y Table1(Date) TABLE Table1 A1 A A Temporal variable Uer TempSlice Moel AOID Temporal TABLE Table_T Table3_T Table1_T A A3 A1 t t t t t e t e e Data example: Temporal variable Uer TempSlice Uer Uer attēl. Datu netemporālo laīšana interfeia uzturēšana izmantojot lietotāja vie mainīgo Izmantojot minēto metoi var operatīvi manipulēt ar laiku griezumu, ar kuru lietotājam ir jātrāā, nemainot programmatūra kou un neizmantojot piepraījumo papilu noacījumu. Mainotie vie mainīgiem piepraījumi automātiki āk arbotie citā laika lānī. Atzīmēim, ka izmantojot minēto metoi vii lietotāji var trāāt neatkarīgi cit no cita, jo katram ir efinēti avi vie mainīgie. Minētā metoe izmantošana ir lieterīga arī jaunu informācija itēmu iztrāē. Tā izmantošana ļauj ievērojami vienkāršot piepraījumu kou auzveriju atiem, jo atbrīvo no nepieciešamība uzot papilu noteikumu pieerība noteikšanai kāam laika lānim. Ta amazina kļūu iepēju koā un amazina iegūto rezultātu ticamību. Lietotāja vie mainīgo ir ieteikt arī izmantot temporālo agregātu aprēķināšanai, ka ir jebkura analītikā aptrāe neatņemama atāvaļa. Temporālo agregāciju operāciju izpile ir aitīta ar noteiktu laika iapazona atrašanu (laika periou ar noteiktu akumu un beigām), kuriem tiek aprēķināti agregāti. Metoe pamatā ir laika iapazona noteikšana, kura ietvaro arboja lietotāj, un tā turpmāka izmantošana aprēķino. Komplicēto aprēķino, tāo kā atkaišu agatavošana par paažieru pārvaājumiem [1,, 6], kuro tiek izmantota avtarpēji aitītu agregātu aprēķinu ecība, parametr, laika iapazona pecifikācija izlēgšanai no piepraījuma, ne tikai vienkāršo piepraījuma kou, bet arī ievērojami amazina kļūa iepēju. 8

29 Lietotāja vie mainīgo ir ieteikt izmantot kā temporālo atu rošība paaugtināšana līzekli. Īpaša mainīgo vie ļauj ierobežot lietotājam pieejamo atu iapazonu. Šī vie mainīgo izmantošana ir apraktīta p Piekļuve temporāliem atiem kontrole metoe relācija korteža līmenī un arbo [9, 10] Perioikuma moeli zelzceļa kutība arakta uzevumā Galvenā vilcienu kutība arakta uzturēšana problēma atu bāzē ir aitīta ar to, ka jāuztur auz tā verija, ko noaka ezonālā izmaiņa, neēļa iena un liežu ceļu remonti. Galvenā problēma aitīta ar atu ticamība un izmaiņu ieviešana araktā operativitāte norošināšanu. Aptākļo, ka izmaiņa notiek bieži, šie uzevumi kļūt evišķi aktuāli. Lai riinātu minēto uzevumu šajā pētījumā iztrāāt temporālā objekta moeli, kuram piemīt perioikum un īpašā kalenāra īpašība un pieāvāta objekta aktuālā verija noteikšana metoe: loģiko noteikumu metoe un temporālo elementu metoe (k un arbu [1, 13, 15]). Iegūtie rezultāti tika pielietoti vilcienu iekšzeme kutība arakta itēma iztrāē LDz Perioikuma principa izmantošana vilcienu kutība araktā Praktiki vilcienam var būt vairāki vienlaicīgi eoši kutība arakti ilgtošā laika pomā (k. iertācija 1. noaļu). Katr no tiem tiek atāīt ņemot vērā kurēšana iena izmantojot ažāa perioikuma pazīme. Piemēram: arba ienām, pirmajā neēļa ienā u.c. Kā piemēru apkatīim auzvariantu kutība araktu, ka attēlot 11. att. Kā rezam no attēla, kāam vilcienam ir ivi kutība pamatarakti, vien arba ienām w, otr brīvienām r. Abi arakti ir aktuāli laika intervālā [t 1, t 4 ], bet ažāā neēļa ienā. Pēc tam plānveia remontarbu veikšanai otrienā un ceturtienā (Tue,Thu) tiek veikta šī vilciena kutība arakta izmaiņa laika perioā no t līz t 3. Tāējāi laika intervālā [t, t 3 ] mum ir trī aktuālā kutība arakta verija, ka ir pēkā atbiltoši pazīmēm w, r un (Tue,Thu). Pie kam katru ienu aktuāla ir tikai viena verija, ka atbilt w, r vai (Tue,Thu). 11. attēl. Spēkā eošo kutība araktu verija: w, r un (Tue,Thu) Pēējo apgalvojumu ilutrēim ar iagrammu 1. att., kur uz a Day of week parāīta neēļa iena 1 pirmiena, otriena utt. Laik šajā itēmā ir ikrēt, granularitāte pakāpe ir viena iena. Kā rezam no attēla ažāā neēļa ienā 9

30 aktuāl ir vien no trim kutība araktiem, bet pārējie ir ēna zonā. Pie kam kutība arakt otrienā un ceturtienā (pazīme Tue,Thu) pārklāja ar araktu, kuram ir pazīme w. Bez perioikām verijām, ekitē arī vienreizējā kutība arakta izmaiņa, ka aitīta ar īpašo (mainīto) kalenāru. Pie tāām izmaiņām attieca vētku un papilu nozīmētai vai atceltai brīvienu arakt. Atzīmēim arī izņēmuma gaījumu, ka brīviena tiek pārneta uz arba ienu. Tā piemēram 007. gaa 30. aprīli bija pirmiena (arba iena), ka tika pārneta uz 14. aprīli (brīviena). Rezultātā 30. aprīlī vilcieni kurēja pēc brīvienu arakta, bet 14. aprīlī, pēc arbienu arakta. 1. attēl. Perioikum vilcienu kutība araktā Šāa pārnee vai nozīmējumu izauc anomālija (paraoku). Piemēram, 007.gaa 19.novembri bija noteikt, kā papilu brīviena, kurā vii vilcieni kurēja pēc 18.novembra kutība arakta, ka izjauca perioikumu (k. 13.att.). Jāpiezīmē, ka aži vilcieni ar perioikumu (vētiena) tika atcelti 18.novembrī, jo paratā vētiena arī ir pēējā brīviena un papilu vētiena vilcieni parezēti, lai aizvetu paažieru no traicionālajam vinēšana vietām. 13. attēl. Perioikuma izjukšana kutība araktā Lai kutība arakta itēma, kurā jāņem vērā iepriekš minētie netriviālie noteikumi, arboto korekti, ir nepieciešama precīza uzevuma notāne formalizēšana un arakta temporāla moeļa aprakt Dzelzceļa kutība arakta itēma matemātikai aprakt Lai apraktītu kutība arakta objektu ievieīim iva pamatkopa: S,,..., } viu zelzceļa taciju kopa, kur k kopa S karinalitāte; { 1 k { n 1, n,..., n m} N vilcienu kopa zelzceļā, kur m kopa N karinalitāte; 30

31 Kutība araktu ar numuru v { 1, T1,, T,...,, T j n N efinēim ar vektoru: }, kur pāri, T j noaka j-o vilciena pieturu, proti, taciju ( j n) S un vilciena atiešana laik T j ; vilciena pieturu kait, ka iet pēc arakta v. Vilcienam ar numuru n var atbilt vairāka arakta verija, ko rakturo tā arbība perio, nozīmēšana laik (fikācija) un perioikum. Atbiltoši ievieīim ekojošu kutība arakta parametru: t un t e otā arakta verija ākuma un beigu laik atbiltoši; t verija fikācija laik atu bāzē; C perioikuma pazīme, ko izmanto ienu noteikšanai, ka otai arakt ir pēkā eoš. Pazīme C ir loģika izteikme, ka atāv no viena vai vairākām elementārām perioikuma pazīmēm, kuru aita loģiko operāciju zīme, un. Katra elementāra perioikuma pazīme p i korelē ar preikātu p i (x), ka noaka iena pieerību noteiktai grupai. Piemēram mēneša iena ir pāra kaitli, kura vērtība ir true vai fale. Elementārie perioikuma parametri veio tāu pazīmju kopu, uz kuru pamata var veiot loģika izteikme, ka noaka jebkuru aliktu perioikumu: C( x) f(pi ( x), i 1, ), (1) kur p i ( x) { true; fale}, izteikuma C komponenšu kait. Mē apkatīim ažāu perioikuma parametra variantu, kuru noaka kopa P p, p,..., }, kur kopa karinalitāte; kopa elementi ir ekojoši { 1 p izteikumi: e «jebkura neēļa iena» (tiek izmantot, ja vilcien kurē ikiena); w «arba iena» (vilcien kurē arba ienā); r «brīviena»; Mon, Tue, We, Thu, Fri, Sat, Sun «atbiltošā neēļa iena», p «mēneša pāra iena»; n «mēneša nepāra iena»; lh «pēējā neēļa brīviena»; fw «pirmā neēļa arba iena» utt. Preikāt p i (x) noaka ienai x īpašību «būt» ienai ar pazīmi p i. Preikāta p i (x) patieo vērtību kopa efinīcija apgabalā x [ t, te] ir viu ienu kopa ar pazīmi p i iapazonā [ t, t e]. Piemēram preikāta Mon (x ) patieo vērtību kopa x [ , ] noteikšana, izkatā šāi: { x x [ , ], Mon (x) }= { , , , }. Tāā pašā veiā izteikme C patieuma kopa verijai ir ienu kait iapazonā [ t, t e], kurā šī verija ir aktuāla. Konkrētā arakta verija ientifikācijai vilcienam ar numuru n N izmantoim šāa veia kortežu n, C, t, t, t. Ta i-tā arakta verijai kortežu: f e (n) v i vilcienam ar numuru n N efinēim šāa veia 31

32 v i { n, C, t f, t, t e, 1, T 1 g 1,, T,...,, T }. () Lai V { v, v,..., v } vilciena, ar numuru n N, arakta veriju kopa, kur g kopa karinalitāte, vienāa ar vilciena n arakta veriju kaitu; ( n ) ( n ) ( n ) ta V { V 1, V,..., V m } viu vilcienu araktu veriju kopa. Turpmāk ievieīim kopu, ka rakturo perioikuma izņēmumu, ka nozīmēti irektīvu ceļā: ( C) ( C) ( C) (C) EX ( C) { ex1, ex,, ex } izņēmuma ienu kopa ex j, kurām tiek piešķirta pazīme C, kur kopa karinalitāte EX (C). Rakturīgie kopa piemēri ( w) ( w) ( w) EX (C) ir kopa EX ( w ) { ex1, ex,..., exw }, ar kura palīzību tiek uzota papilu arba iena ar perioikuma pazīmi C w, un kopa ( r) ( r) ( r) EX ( r) { ex1, ex,..., exq } papilu nozīmētā brīviena ar perioikuma pazīmi C r ; EX { C1, EX ( C1), C, EX ( C),, Cl, EX ( Cl ) } viu izņēmumu kopa ažāām perioikuma pazīmēm, kur l kopa EX karinalitāte; kopa EX elementi pārefinē perioikuma atribūtu atumiem, ka uzrāīti EX(C); Z z, z,..., } vilciena arakta pārnee ienu kopa, kur z i ienu pāri { i} 1, { 1 z { i} atumam, ka noaka, ka arakt nozīmēt atumam { i} ; kopa Z karinalitāte. { i} 1, tiek nozīmēt arī Sarakta ar ažāu perioikumu veriju kopa pārvalība komplekum, ko noaka patāvīgi pienākoša operatīvā izmaiņa, uz netanarta kalenāra fona, kurš pat arī tiek mainīt, noteica nepieciešamību pēc efektīvu aktuālo veriju atrašana metožu iztrāe. Autora pētījumu laikā tika ieteikta iva alternatīva metoe: loģiko noteikumu metoe un temporālo elementu metoe, ka apkatīti zemāk un arbo [1, 13, 15] Temporāla objekta aktuālā verija noteikšana metoe Temporālo elementu metoe Metoe īpatnība atāv no iepriekšējiem katra arakta verija atumu aktualitāte aprēķiniem un to aglabāšanu temporālajo elemento tālākai izmantošanai. Temporālai element (ТЕ) ir aprēķināma atumu kopa un tiek izmantot laika noteikšanai, kurā konkrētā vilciena arakta verija kļūt aktuāla avā zīve laikā. TE atur viu informāciju par arakta perioikumu, tiek ņemta vērā operatīvā izmaiņa, veriju pārklāšanā un aiztāšana. (n) Vilciena ar numuru n N, arakta verija v i, ka uzota ar izteikmi (), var tikt noteikta izmantojot temporālo elementu 3

33 1 vi ( n, TEi,, T1,, T,...,, T ), (3) (n) (n) kur temporālai element TEi tiek formēt ņemot vērā arakta v i fikācija laiku t f un noaka viu atumu, kuro ota verija ir aktuāla. Kutība arakta verija temporālā elementa (TE), kurš attēlot ar relāciju kortežu Hitorical-Overlappe, aprēķina proce atāv no iviem oļiem: 1) TE bāze vērtība aprēķinu; ) TE faktikā vērtība aprēķinu. Apkatīim šo oļu etalizētāk. Pirmajā olī notiek temporālā elementa bāze vērtība aprēķināšana, ko apzīmē ar ТЕ *. Aprēķino tiek ņemt vērā tikai verija arbība laika intervāl un tā perioikum. Perioikuma aktualitāte laiku uzotā laika intervālā t, ] attēloim [ t e kā pāri [ t, te], C, bet ТЕ * vērtību kopu uzota laika intervālā [ t, t e], kā ierobežota pagarināšana funkciju veiā BExt([ t, te], C). Izmantojot ievietā funkcija un apzīmējumu, temporālai element perioikumam С laika iapazonā [ t, t e] tiek noteikt ekojoši: TE * BExt([ t, te], C) EX ([ t, te], C) EX([ t, te], C), (4) kur EX([ t, te], C) EX( C) izņēmuma ienu kopa ar iegūto perioikumu C, ka atroa arakta verija arbība iapazonā, t.i. ( C) ( C) EX ([ t, te ], C) { ex ex [ t, te ]}; EX ([ t, te], C) izņēmuma ienu kopa, kurai nav pazīme C. Funkcija BExt([ t, te], C) noaka laika a punktu (atumu) iapazona [ t, t e ] ietvaro, ka atbilt perioikuma pazīmei C. Funkcija pamatā ir katra punkta x [ t, t e] atbiltība pārbaue perioikuma pazīmei C. Rezultāt C(x)=true nozīmē, ka iena x apmierina arakta pazīmi C, bet C(x)=fale nozīmē, ka ienā x ekitē cita arakta verija. Ta laika a punktu kopa iapazona [ t, t e ], kurš atbilt perioikuma pazīmei C, ietvaro, tiek veiota šāi: ( x [ t, te]) C( x) x BExt([ t, te], C). (5) Kā aprēķina piemēru pēc formula (5), apkatīim atumu noteikšanu iapazonā [ t, t e], kuri atbilt arba ienām un mēneša pāra atumiem. Šī uzevuma riinājumu var apkatīt šāā veiā: ( x [ t, t ])[ p( x) true w( x) true] x BExt([ t, t ], p w). e Vipārējā gaījumā aprēķinot preikātu C(x) vipirm nepieciešam aprēķināt viu tajā ietilptošo elementāro preikātu p(x) un pēc tam iegūtiem rezultātiem pielietot, un operācija, ka veio izteikumu C. Noakot vairuma izteikumu p P pateicību ir pietiekoši zināt pārbauāmā punkta koorināti uz laika a. Piemēram, zinot atumu, var noteikt neēļa ienu, tāejāi pārbauīt tā atbiltību perioikuma pazīmēm Mon, Tue, We, Thu, Fri, Sat un Sun, un e 33

34 izmantojot neēļa iena un brīvienu atbiltība likumu, pārbauīt to atbiltību pazīmei w un r. Taču ekitē tāa pazīme, kura pārbauei nepietiek vien ar laika a koorināte zināšanām, bet nepieciešama vēl papilu zināšana par citu ienu perioikumu. Šāu arežģītu perioikumu piemēr ir pirmā un pēējā brīvienu iena. To noteikšanai nepieciešama zināšana par jaukto ienu perioikumu: iena līz pārbauāmajam atumam, ja pirmā ir brīviena un iena pēc pārbauāmā atuma, pēējai brīvienu iena pārbauei. Sarežģītība ir tā, ka šīm aitītajām ienām var būt norīkota maiņa vai pārnee un jāņem vērā perioikuma pazīme parezot šī izmaiņa. Otrajā olī tiek noteikta TE faktikā vērtība izmantojot ТЕ * bāze vērtību. Kutība arakta verija temporālā elementa TE faktikā vērtība, bez perioikuma pazīmēm un atumu pārnee faktiem, ņem vērā arī araktu pārklāšanā gaījumu. Kontatējot šāu konfliktu, vienāie atumi tiek izlēgti tajā no iviem temporāliem elementiem, kuram atbilt arakt ar agrāku fikācija laiku t f. Ta (n) i elementa TE aprēķin ir rekurīva funkcija. Rekurīvum ir tajā aptāklī, ka viena verija temporāla elementa aprēķinā piealā vecāku veriju temporālie elementi, kuru noaka šāā veiā: TE i (n) v i ( TE * i ( ) ( ) TE j ) zi zi, v j V ( vi ) kur V ( ) vilciena ar numuru n arakta verija, kura arbība laik ietver aļu no verija ( i ) (, zi ) (n) i v arbība laika un tā fikācija laik ir vēlāk nekā verijai (n) i (6) (n) v i ; z kopa Z elementi, ka koriģē verija temporālo elementu ņemot vērā šāa veia izmaiņa: verija (n) i ( ) i 1 1 TE i z { z,, z Z, } atumu kopa, kuru jāizlēz no z (n) v i temporālā elementa, jo to parezēt mainīt; ( ) i { 1 z 1,, z Z, 1 TE i v temporālā elementā, jo tā temporālai element kalpo par pārnee atuma etalonu. } atumu kopa, kuru jāiekļauj verija (n) TE i atur atumu, kura arakt Atzīmēim, ka pēc temporālo elementu korekcija pēc formula (6) vilciena n ažāu veriju araktu temporālie elementi nepārklāja t.i. i TE j TE, i j; i, j 1,,..., g. 14. attēlā ilutrēta arakta pārnee no piektiena 13. aprīļa uz etienu 14. aprīlī, izlēzot 14. aprīli no arakta # brīvienu (r) temporālā elementa un iekļaujot to arakta #1 arbaienu (w) temporālajā elementā. 34

35 14. attēl. Sarakta pārnee no viena iena uz citu TE izveie metoe realizācija izmantojot ažāa pieeja ir apkatīta iertācija 3. noaļā un arbo [1, 13, 15]. TE eamība ļauj ievērojami uzlabot auza temporālā funkcija, tāa ka aktuālā objekta verija noteikšana, punktu noteikšana uz reālā laika a, ka objekta konkrētā verija iziet no ēnu zona. Vilcienu ar numuru n kutība arakta aktuālā verija noteikšanai tiek ieteikt izmantot funkciju ActVer (), šāā veiā: ActVer( x, V ) v i, null, if x TE otherwie kur x atum, kurā nepieciešam zināt araktu. Funkcija (n) ActVer ( x, V ) rezultāt ir kopa v i V element, ka arī ir meklējamā aktuālā verija. Ja vilcien neiet norāītājā atumā x, funkcija atgriezī nenoteikto vērtību (null). Par tikai viena aktuālā verija garantu kalpo viu vilciena arakta TE nepārklāšanā noteikum. Viena no TE izmantošana nopietnām problēmām ir TE kopa uzturēšana aktuālā tāvoklī, jo parāotie kutība arakta izmaiņām, verija temporālie elementi var kļūt novecojuši un to nepieciešam no jauna aprēķināt. Taču auzi vilcienu nepārtraucot kurē vairāku gau, un ir akrājuši auz kutība araktu veriju, aļa no kurām atbilt tikai pagātnei un ieviešamā izmaiņa, ka kar tagani un nākotni, uz tām neattieca. Ta nozīmē, ka izmaiņu kartai iapazon nevar pārklātie ar arakta zīve laika periou vai tikai aļēji pārklātie ar to. Tāējāi nav lieterīgi atjaunot viu veriju araktu TE un pilnībā to pārkaitīt. Autora iztrāātā TE aļējā pārrēķina metoe ir niegta iertācija 3. noaļā Loģiko noteikumu metoe Apkatītā metoe būtība ir aktuālā verija aprēķin pamatojotie uz loģikiem noteikumiem, ka ņem vērā via arakta īpatnība: auzveriju eamību, ko noaka operatīvā izmaiņa, auzu variantu eamība perioika arakta gaījumā, aizvietošana un pārnee. Metoe arboja ar temporālā atu bāze atiem un uzreiz ņem vērā via arakta izmaiņa, tiklīz tā tika veiktai itēmā. i, ; (7) 35

36 (n) Metoe aprēķini izmanto vilciena ar numuru n arakta veriju kopu V, izņēmumu kopu EX un maiņu kaitu Z. Vilciena arakta verija ir attēlota akaņā ar formulu (), aprēķino tiek izmantota tikai tā ientificējošā aļa: n, C, t, te, tf. Metoe centrālai parametr, attiecībā pret kuru tiek izmantoti vii loģikie noteikumi, kurš likt algoritma pamatā, ir iena x atum, kuram jānoaka vilciena arakta aktuālo veriju. Tā kā ekitē īpašai kalenār, atumam x jāpārbaua perioikuma un maiņu pazīmju pārefinēšana. Ja tāa ir atrata, ta x nepieciešam pārefinēt par xˆ un turpmāk aprēķinu veikt attiecībā pret xˆ : xˆ x { i} 1,, if z otherwie. i Z z i { i} 1, Datumā xˆ arbotie var tikai tā arakta verija, kurām: pirmkārt arbība iapazon ietver šo atumu, otrkārt perioikuma noacījum apmierina šo atumu. Sekojoši nepieciešam tarp viām vilciena n arakta verijām izalīt arakta verija, ka atbilt pēc arbība laika un perioikumu, t.i. tikai tā, ka arboja atumā xˆ un atbilt tam pēc perioikuma principa C. Verija, ka pēc perioikuma atbilt ienai xˆ, ir tā, kurai preikāta C(x) patieuma kopa šī verija aktualitāte iapazonā [ t, t e], ietver atumu xˆ, t.i. xˆ { y y [ t, te], C( y)}. Taču paviam obligāti nav jāaprēķina patieuma kopa, pietiekoši pašu izteikumu C pielietot ienai xˆ. Ja rezultāt bū patie, ta verija apmierina iena perioikumu. Tāējāi viu veriju kopa, ka atbilt ienai (n) x pēc arbība laika un perioikuma, tiek iegūta no vilciena araktu kopa V, pēc ekojoša formula: xˆ { i} V { v v V, xˆ [ t, t ], C( xˆ )}. (9) e Lai ņemtu vērā izņēmumu izteikuma C perioikumā, preikāti p i (xˆ ) tiek aiztāti ar pˆ i ( xˆ ). Preikāt pˆ i ( xˆ ) pēc būtība atbilt p apraktītajam preikātam p i (xˆ), bet nepieciešama tā priekšaptrāe papilu izņēmumu eamība pārbauei. Ja tāi tiek atrati, atumam xˆ tiek piešķirta pazīme p i. Šī formula to parāa: true, if xˆ EX( C), EX( C) EX, pi C; pˆ i ( xˆ) (10) p ( xˆ), otherwie. i Piezīme. Ja arakta itēmā tiek izmantota perioikuma pazīme, ka atkarīga no jaukto atumu perioikuma pazīme, tāiem kā lh pēējā neēļa brīviena un fw pirmā neēļa arba iena, ta formula preikātu p i (xˆ ) un pˆ i ( xˆ ), ka atopami C, nepieciešam paplašināt līz p i ( x, xˆ ) un pˆ i ( x, xˆ ) atbiltoši. Ja rīcībā ir informācija tikai par xˆ, nav iepējam korekti noteikt jaukto atumu pazīmi. Ja ekitē pārklājošā arakta verija (Hitorical-Overlappe forma), ta kopa V var aturēt vairāk kā vienu elementu. Sekojoši no kopa V nepieciešam atrat xˆ, { i} x; xˆ (8) 36

37 to vienīgo elementu, ka nebū aktuālā verija. Šeit prioritāte tiek ota tai verijai, ka pēējā tika ievaīta itēmā: ( ) va n ( x) ( v v Vx ˆ, t f max{ tf }). (11) V xˆ Par minētā kopa priekšrocību tiek atzīmēt ta, ka vii aprēķini tiek veikti pamatojotie uz operatīviem atiem un jebkura izmaiņa, uzreiz pēc to ievaīšana itēmā, tiek ņemta vērā piepraījumo araktam. Kā metoe trūkumu var minēt to, ka katru reizi veicot piepraījumu itēmai, kurā jāzina vilciena arakta aktuālā verija, apraktīto meklēšana algoritmu, ka atāv no auzām operācijām, nepieciešam izpilīt no jauna. Darbā veikta niegto objekta aktuālā verija noteikšana metožu aprobācija vilcienu kutība araktu IS (Latvija zelzceļa piemērā) un noteikta to pielietošana efektivitāte riinot ažāu praktiki aitītu uzevumu. Šī pētījumu proceūra iekļauj: 1. IS funkcionālo uzevumu izalīšana, kuro tiek noteikta objekta aktuālā verija, uzevumu izvēle, kuru ir parezēt apkatīt;. Objekta aktuālā verija metožu efektivitāte rāītāju itēma formēšana un to novērtēšana veia izvēle; 3. Metožu aprobācija riinot izvēlētu IS uzevumu, to efektivitāte novērtēšana un rekomenāciju iztrāe to praktikai pielietošanai. Salīzinošā efektivitāte novērtēšana rezultāti un objekta aktuālā verija noteikšana metožu pielietošana iepēja vilcienu kutība arakta IS ir attēlota.tab. Katr rāītāj ieņem vienu no ivām vērtībām + vai -, ja metoe pēc rāītāja vai nu apteiz vai atpaliek no ava konkurenta..tabula Objekta aktuālā verija ientifikācija metožu alīzināšana Sitēma uzturēšana izmaka Saraktu itēma uzevumi Metoe LP Metoe ТЕ Iepriekšēja atu agatavošana nepieciešamība pēc kutība arakta izmaiņām + Aktuālā verija meklēšana arežģītība (operāciju kait) * + + ( > 7 ) (1) Aktuālā verija ātrarbība ** + Aktuālā verija meklēšana laikā aptrāājamo atu apjom + Piepraījumu laika intervāla uztāīšana nepieciešamība + Izmaiņu izarīšana operativitāte + Datu integritāte norošināšana arakta maiņa gaījumā + Glabājamo atu apjom *** + (~7KB) (~000KB) Sarakta itēma lietišķie uzevumi Pieeju pielietojamība Sarakta aktuālā verija meklēšana par noteiktu ienu + + Veriju maiņa virkne izveie noteiktā iapazonā (lieliem iapazoniem) + (nelieliem iapazoniem) + Konkrēta verija aktivitāte intervālu meklēšana + Tuvākā izmaiņa meklēšana araktā + Sarakta maiņa laika punktu (atumu) meklēšana noteiktā iapazonā + 37

38 Pakairoim.tabulā niegto rāītāju: * Aktuālā verija meklēšana arežģītība tika vērtēta ar izpilīto operāciju kaitu. LP metoē tiek praīt loģiko noteikumu pielietojum, kuri atkarībā no veriju kaita un pazīme C, atāvē vimaz no eptiņām loģikām pārbauēm. Vipārējā gaījumā operāciju kaitu noaka šāi: 7+ V C, kur (n) V viena vilciena viējai araktu veriju kait, C - viējai elementāro pazīmju kait pazīmē C. LDz kutība araktam operāciju kait ir 15 (004. gaā vērtība (n) V bija 6 verija, 005. gaā 4 verija, 006. gaā 3, 007. gaā 4, pie tām C = 1.8). TE metoē meklēšana ir tikai viena ieeja temporālajā elementā pārbaue operācija. ** Ātrarbība. Meklēšana laik atkarīg no realizācija īpatnībām, DBPS utt. Šī raītāja vērtība neizbēgami korelē ar loģiko pārbaužu realizācija kaitu. Tāēļ šajā pozīcijā TE metoei noteikti ir priekšroka. *** Glabājamo atu apjom tika alīzināt pēc arakta ientificējošā aļa, ta ir neņemot vērā atu par aptāšano tacijā, jo atu apjom abām metoēm ir līzīg. Salīzināšana tika veikta pamatojotie uz faktiko paažieru vilcienu arakta analīzi LDz 004. Gaā: 389 vilcieni, 031 arakta verija Piekļuve metoe temporālajiem atiem relācija korteţa līmenī Temporālo atu aizarzība īpatnība ir tā, ka ažāo laika periou ati loģiki atroa vienkopu vienotā relāciju tabulā. Lietotāju piekļuve iferencēšana pie ažāu laika periou atiem, proti, relāciju kortežu apakškopa, neietilpt tanartrīku klātā, ar kuru norošināt relāciju DBPS rošību, ka praīja papilu iztrāi. Autora ieteiktā metoe pamatoja uz piekļuve konkrētām tabula riniņām ierobežošanu laīšana, moificēšana un zēšana operācijām. Pielietojot šo metoi, var ierobežot piekļuvi tā, lai lietotāj varētu aņemt piekļuvi vienai tabulai (verijai), bet otrai -nē. Metoe realizācijā tiek izmantoti tikai SQL- tanartmehānimi; trigeri un attēlojumi, itēma matemātikai aparāt relāciju algebra. Metoe apkatīta un izmantota iertācija 3. Noaļā un autora arbo [4, 7, 9]. Uzevuma formalizācijai noteikim kopa, ka piealā pieeja proceu kontrolē: { R1, R,, Rn} DB relāciju kopa, n, kur R i, i 1, n ar hēmu R i ( A, L) ; r ( A, L) relācija Ri kortež, aizarzība objekt, r Ri ; A { a1, a,, ak} Ri atribūtu apakškopa, kuru neietekmē piekļuve kortežam, A k ; L { l1, l,, lm} Ri atribūtu apakškopa, kuri noaka piekļuvi kortežam, L m. Starp tiem var būt temporālie atribūti, pecializētie rošība atribūti vai citi atribūti, kā arī to kalārai reizinājum. U u, u,, u } itēmā reģitrēto lietotāju kait, U z ; { 1 z 38

39 Θ 4 { 1,, 3, } piekļuve kortežam operāciju kopa, Θ 4, Θ ={SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE}; S { S1, S,, Sh} rošība politika noteikumu kopa, ka reglamentē lietotāja piekļuvi tabula atiem, S h. Noteikumu kopa S 1, S,, Sh var būt ar ažāām truktūrām atkarībā no katra konkrētā rošība politika noteikumiem. Kopa ( j) ( j) ( j) S S, j 1, h, atur noteikumu ekemplāru,, ar vienāām j 1, truktūrām, S j f. Šāa noteikumu organizācija ļauj realizējot metoi izvietot tā vienotā relāciju attiecībā kā korteža kopu, ar kuru manipulējot var operatīvi vaīt lietotāja piekļuvi atiem. Piemēram, piekļuve ierobežošanai temporālajiem atiem, j relācijai R i atkarībā no tā atrašanā vieta uz laika a, noteikum ( ) y S j tik attēlot šāā veiā: Noteikum ( j) y = R, u i c, t, t e, q, g f, j 1, h. (1) ( j) y aizliez ( g =0) vai atļauj ( g =1) izpilīt operāciju q attiecībā pret objekta veriju, ka attēlot ar attiecību kortežu r aktuālā laika iapazonā [ t, t e ]. Korteža r pieejamība fakta aprēķināšana tiek noteikta tā piepraījuma brīī ar preikāta P palīzību, kur P, P,, P } informācija rošība itēma b Ri { 1 h preikātu kopa, ko izmanto kopa S aprēķiniem; preikātam ir šāā truktūra: h, b 1, h. Vipārēji katram Pb ( Ri, uc, q, L, t), (13) kur R i relācija, kurai pieer kortež r, u c lietotāj, kurš veic operāciju q, t piepraījuma laik (operācija), L relācija Ri korteža atribūtu vērtība, ka ietekmē piekļuvi. Iepriekšminētajā piemērā notika piekļuve r ( A, L) ierobežošana pēc temporālā pazīme L =( t, t e ). Patieība Pb gaījumā, piekļuve kortežam r ( A, L) tiek niegta vai lēgta. preikātu piepieu izmantošana tiek realizēta ar atu attēlojumiem (view), kuru izmanto laīšana piepraījumo un trigero, ka kontrolē atu moifikācija piepraījumu. Diertācija 3. noaļā ir apkatīt metoe pielietojum zelzceļa tarifu temporālā tabula atu konfiencialitāte norošināšanai. Iztrāājot tika ņemt vērā, ka atu rošība itēma ņemot vērā tā temporālo imeniju, jāintegrē ar eošo atu bāze rošība itēmu, jo temporālā imenija nav vienīgai parametr, ar kuru ierobežot piekļuvi IS atiem, ka ievieta tranportā. Tāēļ autora ieteiktā atu aizarzība metoe ļauj iferencēt piekļuvi ne tikai temporālajai atu imenijai, bet arī jebkurai citai atu imenijai vai īpašībai: teritoriāli vai ģeogrāfiki, aminitratīvi utt. Praību iztrāei komplekai relāciju atu rošība itēmai ir veltīt autora arb [7]. 39

40 10.8. Intervāla atu tranformācija Tranporta informācija itēmā auzveriju atu attēlošana moeļi glabā verija intervāla formā, ka nav ērta analītikiem aprēķiniem. Tā vairum atu analīze metoe un atbiltoši itēma, operē nevi ar intervāla atu attēlošana formām, bet ar punktveia (piemēram laikrinām). Punktveia formā fakt tiek aitīt ar auziem izvēlētā granularitāte (ienām, mēnešiem) laika momentiem. Operācija pret tāām kopām ir ērta teorētikiem izklātiem un formalizācijai. Taču relāciju DBPS matemātikai aparāt neniez gatavu rīku intervāla forma pārveie par punktveia, ka praīja šajā arbā iztrāāt atbiltošu mehānimu to norošināšanai. Uztāītā uzevuma riinājuma ietvaro tika iztrāāta intervāla temporālo atu tranformācija vipārēja hēma, ka parāīta 15. att. Perioicity Special calenar A lot of interrelate table Interval form Convertation (EXPAND) Point form Calculation, temporal aggregation Reult form for analytic (-,+ ) [electe perio] [electe perio] 15. attēl. Temporālo atu tranformācija hēma Pakairoim niegto hēmu. Temporālie ati informācija itēmu atu bāzē glabāja intervālu veiā (Interval form). Klaikā intervāla forma ākotnēji nav ērta virknei aprēķinu, bet to arežģītība auzkārt pieaug, ka klāt nāk šāi apekti: perioikum, īpašai kalenār un nepieciešamība aprēķino izmantot atu no vairākām avtarpēji aitītām tabulām 5. Autora ieteiktā operācija EXPAND pielietošana intervāla veia temporālajiem atiem atriina aprēķiniem neērto atu attēlošana problēmu, pārvēršot intervāla faktu par laikrinu, kurā katra tā vērtība rakturo šī fakta ekitenci noteiktā laika momentā (Point form). Turpmāk ati tiek pakļauti tālākai aptrāei, kura bieži ir aitīta ar temporālo agregāciju. Šajā pomā var būt vēl nopietnāki aprēķini, ka aitīti ar temporālo konceptu attēlošanu. Gala rezultāt ir nepieciešamā atu forma (Reult form for analytic). Katra etapa izeja kopa ietver ažāu laika periou. Intervāla forma temporālo atu kopa (pirmai blok 15. att.) var ietvert neierobežotu laika periou: (-,+ ). Pārejot uz punktveia formu (otrai un trešai bloki) temporālo atu laika apgabal aīinā līz analīzei nepieciešamā perioa (electe perio), ka ievērojami amazina aprēķiniem nepieciešamo atu apjomu un būtiki taupa kaitļošana reuru, un atriina veriju ar nenoteiktiem ākuma un beigu perioiem ekitence problēmu. 5 Informatīvo itēmu objekti atu bāzē akaņā ar relācija teoriju atāv no avtarpēji aitītām tabulām. Tāēļ rezultātu iegūšanai nepieciešam aptrāāt vairāka tabula. 40

41 Apkatīim ieteikto intervālu tranformācija metoi par punktveia formu. Ekitē iva relācija: R1 intervāla forma temporālā relācija, ka aprakta kāa objektu veriju kopu pēc hēma R1(A, t, t e,c), kur A { a1, a ak} atribūtu kopa, ka aprakta objektu, k atribūtu kait. Katrai verijai ir arbība laik no momenta t līz momentam t e un tai ir perioikuma pazīme C. Tā vai cita verija aktualitāte momenti ir atkarīgi no īpašā kalenāra Z, kurš aprakta pazīmju pārnei no vienām ienām uz citām (papilu brīviena vai arba iena u.c.); R punktveia forma temporālā relācija, kurām ir hēma R(A,), kur laika moment, kurā fakt A ir aktuāl. Nepieciešam pārveiot R1(A, t, te,c) par R(A,), pie tam atu virknei R jābūt ( q) ( q) ( q) e ierobežotai ar fikētu laika periou (analīze periou) T [ t, t ], kur (q) T. Tranformācija forma ir: R T q ) R1 ( t, t, ), (14) e ( C kur ( t, te, C) funkcija, ka, izvērš iapazonu [ t, t e] atu kopā, ka atbilt noteiktam perioikumam С: ( t, te, C) = { [ t, te], p(, C) true}, (15) p (, C) perioikuma preikāt, ka ir patie ja atumam ir pazīme C. Preikāt ņem vērā īpašo kalenāru Z (piemēram brīvienu pārnee uz piektienu un pirmienu aitībā ar Latvija nacionālajiem vētkiem 009. gaa 1. un 4. maijā); R1 ( t, t, C) e kontrukcija, ka realizē operācija EXPAND izvēri, ka ir viu tranformāciju centrālā operācija un norošina pāreju no intervāla forma uz (q) punktveia. Selekcija (q) (...) T ierobežo analīze apgabalu T. Rezultējošā (q) kopa karinalitāte var aniegt R1 ( T ). Pēc izvēre operācija izpile, tālākā pārveiošana operācija (grupēšana, abīgā apvienošana, projekcija) kļūt triviāla. Ieteiktā funkcija ( t, te, C) izmantošana ļauj makimāli vienkāršot aprēķinu. Pēc izvēre operācija veikšana tālākie pārveiojumi (grupēšana, abikie apvienojumi, projekcija) kļūt triviāli. Ieteiktā funkcija izmantošana ļauj makimāli vienkāršot aprēķinu. Tā realizācijai tiek izmantot rekurija mehānim un SQL valoā atumu kopa D {} iegūšana ar noteiktu perioikumu C tarp laika momentiem Start un En izkatā šāi: WITH D () AS ( VALUES Start UNION SELECT + 1 ay a FROM D WHERE < En ) SELECT FROM D WHERE p(,с). 41

42 10.9. Izmantoto metoţu un moeļu izmantošana atu noliktavu itēmā Šī pētījuma ietvaro tika iztrāāta konceptuāla pieeja korporatīvo atu glabāšanai un analīzei LDz informācija itēmā, pamatojotie uz atu noliktavu tehnoloģiju, ka realizēta praktiki un publicēta arbo [1,, 8]. Šajo arbo autor riina virkni praktiku uzevumu, tarp kuriem ir liela apjoma atu aptrāe itēma iztrāe, atu noliktava principu iztrāe lēmumu pieņemšanu atbaltošā itēmā LDz, atu integritāte un rošība norošināšana u.c. Pie tam varīga nozīme tiek atvēlēta temporālo atu izmantošanai atu noliktavā. Pēējai tiek kairot ar to, ka galvenā imenija atu noliktavā ir laik. Ar to ir aitīti galvenie atu noliktava funkcionēšana procei: ieguve, tranformācija, ielāe (vai aīināti ETL), atu tālāka aptrāe un vitrīnu izveie. Organizācija noliktavā efektīvi mijiearboja ar laika imeniju, noaka to rošību un integritāti, to aptrāe kvalitāti (kļūu kaitu), atu noliktava funkcionēšana un izmaiņu ieviešana operativitāti tajo. Galvenā mijiearbība ar temporālajiem atiem problēma ir tā, ka operator vai izmantojamai programmatūra rīk var kļūaini mijiearbotie ar cita laika zona atiem, ka neattieca uz aptrāājamo laika iapazonu. Ta ir izkairojam ar nepilnībām arbā ar atu temporālām imenijām, ažo gaījumo pat pilnīgu tā trūkumu atu bāzē. Pēējai attieca, galvenokārt uz NII (Normatīvā izziņa informācija) atu bāzēm. Minētā problēma patāv vio atu noliktava atu aptrāe pomo. Datu agatavošana tehnoloģikai proce LDz paažieru pārvaājumu itēmai hematiki ir attēlot 16. att. Dati no operatīviem avotiem tiek ekoēti un attīrīti, ta tie tiek ielāēti noliktavā un tiek izalīti pa atu vitrīnām. Saalīšana ir arežģīt tranformāciju proce, kurā piealā NII atu bāze, kura atur no laika atkarīgo atu tranformācija noteikumu. Pēc atu ielāe vitrīnā, analītiķi novērtē rezultātu un pieņem lēmumu par atu gatavību tālākai analīzei un atkaišu ģenerēšanai. Novērtējot rezultātu, analītiķi baltā uz operatīvo itēmu agregētajiem atiem un avotiem no citām itēmām. Ja rezultāt nav apmierinoš, ta aļa no tehnoloģikā procea atkārtoja un tiek papilināta ar noliktava un vitrīnu attīrīšanu. Atkarībā no kļūa avota, tehnoloģikai proce var atāktie no jebkura vieta. Kļūa avot var būt: ekoēšana un tīrīšana proceūra; izeja ato; NII atu bāzē; atu tranformācija proceo. Iepriekš minēto operāciju kritikum paaugtinā pārkāpjot ierato atu ielāe kārtību analītikā itēmā, ka aktuālai aptrāājamai perio atroa enākā pagātnē nekā iepriekš aptrāātai perio. Šai akarā autor ir ientificēji vairāka problēma: atu tranformācija vitrīnai pamatoja uz atiem par iepriekš aptrāātiem perioiem, proti, aļai tehnoloģikā procea jāizpilā cikliki, ākot ar aptrāājamo periou līz itēmā eošajam pēējam perioam; vitrīnu tīrīšana un atu tranformācija nav parezēta atu aptrāei par jebkuru laika periou un arboja tikai tajā laika iapazonā, kurš atbilt noteiktai izpile kārtībai; NII (netemporālā atu bāze vai nepareizi izvēlēt laika perio) neatbilt aptrāājamam perioam, tāēļ aptrāe rezultāt var būt nekorekt. 4

43 43 Datu avākšana līmeni, ko izmanto informatīvie objekti Dati par atkaišu laiku Dati par viu itema ekitence laiku 1 1 Dati par viu itēma ekitence laiku Tranformācija kar tikai atkaišu periou Datu analīze Data ource NII Application Server Datu ekoēšana un tiriana Data warehoue 3 Datu zēšana no glabātuve par atkaišu laiku Datu ievietošana glabātuvē NII Datu zēšana no vitrīna par pārkata laiku Data mart Datu tranformācija un ielāe vitrīnā Rezultātu pārbaue Kļūa ок % 0 % 15 % 1 % 5 % 0 % 5 % 5 % Atkaišu ģenerācija Tranformācija proceūru korekcija jā Tranformācija proceo un? nē Datu labošana glabātuvē да Izeja ato nē NII atu bāze koriģēšana jā NII atu bāzē nē Dekoēšana un tīrošo proceūru koriģēšana jā Dekoēana un tiriana procerā NII atu bāze koriģēšana * - atkarībā no tā kāi ati NII atu bāzē tika koriģēti vai papilināti, tehnoloģikai proce var tikt atākt no jebkura vieta. Dažo gaījumo ir labi koriģēt atu tieši glabātuvē, nevi ekoēt vai pārlāēt no jauna Temporālā imenija ņemšana vērā atu piepraījumo - atu moeli AOID - lietotāja vie mainīgo norošināšana metoe - tabulu rina līmeņa piekļuve ierobežošana 16. attēl. Datu noliktava papilināšana hēma un atu agatavošana analīzei