DOI: 10.12731/WSD-2015-6-2 УДК 004.9
ОБЛАЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛОМ ОБЪЕКТОВ ТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА
ЮрчикП.Ф.1, ГусеницаД.О.1, Голубкова В.Б.1, Юрчик А.П.2
1ФГБОУ ВПО «Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)», Российская Федерация, г. Москва, http://www.madi.ru, upf.madi@mail.ru 2ФГБОУ ВПО «Московский Государственный Технический Университет имени Н.Э. Баумана (МГТУ им. Н.Э. Баумана)» -Национальный исследовательский университет техники и технологий, Российская Федерация, г. Москва, http://www.bmSu.ru, pupinz@mail.ru
В статье рассматривается возможность размещения информационной системы поддержки диспетчеризации транспорта (ИСПД) на облачной платформе для решения задач массовой обработки данных, информационной безопасности и снижения издержек системы на этапе эксплуатации, при реализации основных концепций технологии информационной поддержки объектов (CALS). Большие объёмы подлежащих обработке данных, высокие требования к интеграции систем и к информационному взаимодействию различных областей, длительные временные затраты на разработку и внедрение систем информационной поддержки, необходимость обеспечения совместимости разных форматов данных, требования к безопасности и высокая стоимость существенно сокращают возможности для применения подобных систем. Предполагается, что система будет в полной мере использовать
преимущества, предоставляемые технологиями интегрированного облака, позволяя увеличить объём данных, с которыми работает система. Предлагаемая технология позволит снизить требования к быстродействию и общую стоимость внедрения системы, а также реализовать ряд технологий CALS, таких, как однократный ввод данных в систему, поддержку электронного обмена информацией между всеми участниками ЖЦ системы и стандартизацию интерфейсов.
Ключевые слова: информационная система поддержки диспетчеризации (ИСПД), массовая обработка данных, информационная безопасность, жизненный цикл, стратегия CALS, единое информационное пространство (ЕИП).
CLOUD TECHNOLOGIES IN CONTROL LIFECYCLE OF TRANSPORT
YurchikP.F.\ GusenitsaD.O.1, Golubkova V.B.\ YurchikA.P.2
1 State Technical University - MADI, Russian Federation, Moscow, http://www.madi.ru, upf.madi@mail.ru 2Bauman State Technical University - National Technological University (BMSTU), Russian Federation, Moscow, http://www.bmstu.ru, pupinz@mail.ru
Because of its high information intensity, strong consistency and convenient visualization features, transport dispatching informational support system has received widespread attention. However, due to large amounts of information, high integration, the need for resource sharing between various departments, the long time-span, challenges relating to data interoperability, security and cost all slow down the adoption of such systems. This paper constructs a cloud storage concept system using cloud storage, an advanced computer technology, to solve the problem of mass data processing, information security, and cost problems in the existing application of informational
support systems to full life-cycle management. This system takes full advantage of the cloud storage technique. Achievements are reached in four areas of information management, involving security and licensing management, file management, work process management and collaborative management. The system expands the time and space scales, improves the level of participation, and reduces the cost. The construction of the cloud storage system is one of the most important directions of the development of informational support systems, which benefits the promotion and further development to better serve its users.
Keywords: transport dispatching informational support system, mass data processing, information Security, Life-Cycle support, CALS technology, common information space.
Введение
ИСПД является цифровым представлением физических и функциональных характеристик, отвечающих требованиям управления объектами транспортного комплекса. ИСПД, как таковая, служит в качестве общего ресурса знаний, образуя надёжную основу для поддержки принятия решений своих пользователей в течение своего жизненного цикла. Одной из основных функций ИСПД является обеспечение эффективного взаимодействия пользователей на разных этапах решения задач управления объектами транспортной системы, путём дополнения, извлечения, обновления или модификации хранимых в ней данных [1], что наиболее эффективно решается в рамках единого информационного пространства (ЕИП).
В соответствие с методами CALS, ИСПД обеспечивает точность и согласованность информации (происходит устранение информационного хаоса), а также ликвидирует коммуникационные и временные барьеры между пользователями. Однако, возможности применения ИСПД ограничены из-за большого объема информации, высокой плотности интеграции, высокой стоимости требуемого оборудования, большого количества пользователей и сложных схем взаимодействия данных в
долгосрочной перспективе [2]. В данной статье исследуется возможность использования интегрированного облака в целях решения задач массовой обработки данных при реализации ИСПД.
Создание ИСПД на базе платформы облака с применением методов CALS-технологий предполагает централизованный контроль с использованием оперативной передачи информации между транспортом и пунктом управления, оптимизацией маршрутов и отслеживанием статуса транспортных средств с возможностью обеспечить оптимальное распределение нагрузки. Реализацию данных требований предлагается обеспечить путём создания ЕИП, предполагающего хранение информации в электронном виде и выступающего как единый источник данных для всех пользователей системы [5]. Вследствие этого ИСПД разделена на два компонента:
Серверная часть (рис. 1) (предназначенная для размещения в облаке): БД, в которой сохраняются входные данные от транспорта, обрабатывается и хранится информация о рейсах и список доступного транспорта.
Модели и методы решения поставленной задачи
Сбор, обработка и хранение данных
Расчёт кратчайшего маршрута и его параметров (время, расстояние)
Список транспорта
Построение маршрута на карте в реальном времени
Грузоподъёмность Макс, объём груза Максимальный пробег вдень Максимальная длительность рейса
Облачный сервер
V
у
ч
Данные рейса
Транспорт (госномер) Вес и объём груза Время и расстояние Точки назначения
Список рейсов
Номер точки назначения в рейсе Данные клиента Адрес доставки Расчётное время прибытия
Рис. 1. Функционал серверной части ИСПД
Клиентская часть (рис. 2) (предназначенная для работы на ПК/ мобильном устройстве): в ней происходит авторизация пользователей и обеспечение доступа к изменяемой ими информации на сервере, отображение данных из БД, отображение оперативной информации и вывод сформированных в отдельном файле отчётов.
Формирование отчётов
• Описание маршрута
• Данные рейса
• Маршрутный лист
Отображение оперативной информации
'Текущие рейсы 'Отслеживание транспорта на карте ' Графики загрузки 'Опоздания 'Изменения маршрута
Рис. 2. Функционал клиентской части ИСПД
Серверная часть ИСПД устанавливается на арендованный облачный сервер. На нём, в свою очередь, функционирует база данных, хранящая информацию о транспорте. Периодически происходит синхронизация данных между серверной и клиентской частью ИСПД (передача новой информации от базы данных в подсистему клиента). Пользователь ИСПД, используя данные из БД анализирует статистику, принимает решения, строит маршруты на карте в системе, получает отчёты о расходе топлива, пробеге, простое.
Особенностью данного подхода является то, что для использования какого-либо приложения больше не требуется покупать оборудование и лицензии на программное обеспечение. Также отпадает необходимость в организации технической поддержки, т.к. всё это становится возмож-
ным взять в аренду, а при этом само приложение сразу готово к работе после подключения к нему. Важным преимуществом также является оплата за фактическое использование. Данная гибкая схема ценообразования позволяет снизить издержки на эксплуатацию ИСПД, так как пользователь платить только за те вычислительные ресурсы, которые он потребил.
Структура хранилища данных на основе частного облака состоит из пяти уровней (рис. 3).
Рис. 3. Схема облачного хранилища ИСПД
Уровень доступа. Для пользователей ИСПД уровень доступа является интерфейсом, который напрямую связан с облачным сервисом, с помощью компьютера, планшета или смартфона через программу клиент. Основная функция уровня - обеспечение безопасности соединения между клиентом и облаком, а также поддержка коммуникационных протоколов.
Уровень управления. Уровень управления предоставляет пользователям ИСПД возможность одновременной работы над объединёнными
данными, с помощью распределённой файловой системы и системы управления кластером для выполнения фоновых задач. На данном слое проводится распределение и обработка данных. При использовании CDN (Content Delivery Network - сеть доставки и дистрибуции контента), пиринговой (P2P) сети и технологий сжатия данных, облачное хранилище ИСПД может эффективно функционировать, потребляя меньше места и сетевого трафика. Уровень управления также обеспечивает безопасный доступ и передачу данных в хранилище и поддержку резервных копий.
Уровень хранилища. Интегрированное управление массивными объёмами диспетчерской информации является основной задачей диспетчеризации. Уровень хранилища - это фундаментальная часть облачной ИСПД и основа всей системы, где собираются все данные относящиеся к её предметной области. В его компоненты входят IP (Internet Protocol - Интернет Протокол) устройства, такие как NAS (Network Access Server - сетевая система хранения данных) сервера.
Результаты решения поставленной задачи
Разделение ИСПД на серверную и клиентскую части в целях реализации концепции CALS, обеспечивает пользователей системы рядом преимуществ и решает целый спектр задач, связанных с эксплуатацией системы.
Во-первых, облачная п
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.