Диссертация (Информационно-аналитическое и аппаратное обеспечение управления безопасностью автомобильных перевозок опасных грузов), страница 13

Описаны требования кинтерфейсу информационной подсистемы ИАС с точки зрения эффективностидействия лица, принимающего решения, при реагировании на автомобильныеаварии с опасным грузом. Проведена оценка эффективности внедренияпредлагаемого программно-аппаратного комплекса ИАС.4.1. Разработка архитектуры новых информационных технологиймониторинга и поддержки управления4.1.1. Обоснование требований к архитектуре программно-аппаратногокомплексаВ состав предлагаемой архитектуры включены следующие компоненты:− сервер, обеспечивающий прием пакетов информации, поступающейпо каналам сотовой связи;111− сервер геоинформационной системы;− сервер метеоданных;− веб-серверы;− клиентские устройства (персональные компьютеры, ноутбуки,смартфоны, терминалы и др.)Такая архитектура является «клиент-серверной» [74], обладающейтрехуровневой схемой построения [75], где вычислительные нагрузки, а такжезадачи хранения и обработки данных распределены между серверами –поставщиками услуг.Система, построенная на базе «клиент-серверной» архитектуры,представляет собой Web-совместимое интегрированное инструментальноесредство доступа к информации (сбору, поиску и анализу информации), спомощью которой возможно более оперативно обрабатывать разнородныемножества текстовой и графической информации [74].

Данная системаназывается системой электронного документооборота (СЭД). Повышениеэффективности управления за счёт применения СЭД доказано рядом научныхпубликаций [76, 77].Для организации мониторинга и обеспечения безопасности внедряемаяСЭД в соответствии с предлагаемой классификацией [74] должна бытьориентированной на поддержку управления организацией и накоплениязнаний, дополнительно обеспечивать поддержку совместной работы. Это всвою очередь позволит проводить совместную работу людей и организаций,даже если они разделены территориально, и сохранить результаты этойработы [78]. Наиболее удачное решение подобных задач – организация вебпортала [74]. Веб-портал обеспечивает внесение информации, контроль ипредоставление её через интернет-сети по защищённым каналам связи [79].Взаимодействие между серверами и клиентскими устройствамиосуществляется с помощью сетевых протоколов [80].

По сетевым протоколам112поступают запросы от клиентских устройств к серверам. Серверы, получивзапрос, предоставляют свои ресурсы: сервисные функции и данные.Такимобразом,информационнаяподсистема,построеннаяповышеописанной архитектуре, обеспечивает доступность к необходимымресурсам на различных устройствах. Дополнительным преимуществомявляется значительно меньший объем работы по написанию кода дляпрограммного обеспечения, т.к. отпадает необходимость в разработке итестировании программного обеспечения для каждого типа клиентскогоустройства в отдельности.Другим преимуществом является то, что данные хранятся на удаленныхсерверах.

Это повышает надежность хранения данных, их доступность, атакже повышает уровень безопасности доступа к ним, дает возможностьразграничения доступа к информации в соответствии с полномочиямипользователей.Поскольку все вычислительные операции выполняются на сервере, тоэтопозволитиспользоватькомпьютеры,обладающиеменьшимивычислительными мощностями.Доступность информационной подсистемы для любых устройствповышаетоперативностьполученияинформации.Благодаряэтомусотрудники экстренных служб с помощью мобильных компьютерныхустройств смогут оперативно оценивать аварийную обстановку в режимереального времени на месте возникновения аварии.Поскольку обмен и передача информации осуществляются черезИнтернет – доступную глобальную сеть, то такую информацию необходимосделать конфиденциальной и защищенной от открытого доступа.

Для этогонеобходимо использовать технологию Virtual Private Network – технологию,обеспечивающую защищенное сетевое соединение между серверами поверхсети Интернет [81]. Между каждой парой «отправитель-получатель данных»устанавливается туннельное соединение, обеспечивающее передачу данных взашифрованном виде при успешной аутентификации [82].113Одним из недостатков такой архитектуры является требованиепостоянногоИнтернет-соединениядляобменаинформациеймеждуклиентскими устройствами и серверами.

Вторым недостатком является тообстоятельство, что в случае сбоя какого-либо сервера может парализоватьсяработа программного обеспечения на всех клиентских устройствах,подключенных к данному серверу. Для снижения рисков от сбоев сервероввозможны вариант реализации механизма дублирования их и репликацияхранимых данных – синхронизация копий данных на нескольких серверах.Однако это может привести к росту затрат на закупку необходимогодублирующего серверного оборудования.Одновременное подключение большого числа клиентских устройств ксерверу приводит к дополнительной нагрузке, что негативно сказывается наскорости обновления информации на всех устройствах.

Для повышениябыстродействия при повышенной нагрузке необходимо приобретать серверыс более мощными техническими характеристиками, что также приводит кувеличению финансовых затрат.4.1.2. Разработка информационной подсистемы системы управлениябезопасностью автомобильной транспортировки опасных грузовПакеты информации, содержащие географические координаты ипоказания датчиков идентификации фактов аварии, передаются от АСН поканалам сотовой связи на удаленный сервер. На данном сервере настроенысетевые порты, покоторым специальным серверным программнымобеспечением «прослушиваются» поступление пакетов. Адресация отправкипакетов настраивается в программном конфигураторе АСН.

В адресациювключены сетевой адрес удаленного сервера и порт прослушивания.114Получив пакеты данных, специальное ПО проводит их расшифровку ипоследующую запись в базу данных – совокупность взаимосвязанных данных,организованных в соответствии со схемой базы данных таким образом, чтобыс ними мог работать пользователь.Разрабатываемаябазаданныхдолжнаобладатьследующимисвойствами [83]:− независимостью данных;− контролированием избыточности данных;− обеспечением целостности и правильности данных;− обеспечением безопасности и секретности.Организацияхраненияданныхдолжнабытьпредставленапореляционной модели. Структура данных представлена в виде таблиц, наиболеешироко используемой организации хранения данных в различных отрасляхдеятельности. Такая модель обладает простым и в то же время мощнымматематическим аппаратом, опирающимся главным образом на теориюмножеств и математическую логику, обеспечивающим теоретический базисреляционного подхода к организации БД.

Также имеется возможностьненавигационного манипулирования данными без необходимости знанияконкретной физической организации баз данных во внешней памяти [84].Архитектура базы данных хранения информации о показанияхсостояния системы «автомобильный транспорт – опасный груз» представленана рисунке 4.1. Данная архитектура содержит тот минимальный набор данных,который предоставляет необходимую полноту информации в случаевозникновения аварии на автомобильном транспорте с опасным грузом.Полученные пакеты расшифровываются и записываются в таблицу«Данные пакеты». Таблица содержит следующие поля:− даты отправки и приема пакетов информации;− географическая широта и долгота;− скорость и направление движения;115− дополнительная информация.Поле «Дополнительная информация» содержит структуру данныхпоказаний датчиков автоматической идентификации фактов аварии.

Это полерекомендуется представить в формате XML – текстовый формат данных,написанных по структуре команд универсального расширяемого языка.Рисунок 4.1 – Архитектура базы данных на сервере приема пакетов информации саппаратуры спутниковой навигации116Формат XML имеет ряд преимуществ [85]:− независимость: XML обеспечивает совместимость данных при ихобмене на различных программных платформах;− поддержкупроизводителями:вомногиеСУБДиязыкипрограммирования по умолчанию включены библиотеки для работы с XML;− расширяемость: в процессе работы с XML-форматом его структуруможно динамически изменять, добавлять, удалять новые поля данных;− иерархичность: XML позволяет легко описывать сложные структурыданных с неограниченной вложенностью объектов;− открытость: XML-документы существуют в форме обычного текста,который можно подготовить, передать, прочитать, исправить обычнымитекстовыми редакторами.Поскольку для определенных групп автомобильного транспорта взависимости от типа перевозимого опасного груза подбирается определенныйнабор датчиков автоматической идентификации факта возникновения аварии,то благодаря XML-формату имеется возможность передачи пакетовинформации АСН с любой конфигурации состава датчиков на единую базуданных, установленную на сервере приема пакетов информации.

При этомколичество полей, содержащих показания каждого датчика в XML-документе,может быть неограниченным.Идентификация автомобильного транспорта, с которого поступил пакетинформации, осуществляется по полю «IMEI аппаратуры спутниковойнавигации». IMEI – это обычно 15-разрядный, числовой международныйидентификатор мобильного оборудования связи.

Номер IMEI привязывается кавтомобильному транспорту. Информация об автомобильном транспортехранится в таблице «Автомобиль». Данная таблица содержит следующиеполя:− марка автомобиля;− государственный номер автомобиля;117− ФИО водителя и его телефон;− IMEI АСН, установленной на автомобиле;− внешний ключ на таблицу «Виды цистерн/прицепов»;− государственный номер прицепа/цистерны.Таблица«Видыцистерн/прицепов»являетсясправочником,содержащим подробное описание характеристик прицепов или цистерн:размеры, грузоподъемность, полная масса, количество осей, объём цистерны,количество секций, крышек горловин и др.Перевозкой опасных грузов в большинстве случаев занимаются целыекоммерческие транспортные компании. В случае возникновения аварии савтомобильным транспортом, перевозящим опасный груз, оперативномудежурному для получения дополнительной информации иногда необходимосвязаться с транспортной компанией.