CC BY
20Секция 8
ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ
Председатель — Искандеров Юрий Марсович,
заведующий лабораторией СПб ФИЦ РАН, доктор технических наук, профессор, Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук (СПб ФИЦ РАН)
Ученый секретарь — Свистунова Александра Сергеевна,
младший научный сотрудник СПб ФИЦ РАН
УДК 004.89, 656.078
doi :10.Ш20/SPBPU/2/id21 -375
Искандеров Юрий Марсович1,
заведующий лабораторией СПб ФИЦ РАН, д-р техн. наук, профессор
ИНТЕГРАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ
ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМИ ПРОЦЕССАМИ: СИСТЕМНЫЕ АСПЕКТЫ
1 Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук (СПб ФИЦ РАН),
iskanderov_y_m@mail .га
Аннотация. В статье изложен подход, обеспечивающий интеграцию информационных ресурсов для получения единого информационного пространства транспортно-технологических процессов. Отмечены особенности исследуемой предметной области, оказывающие влияние на организацию и оптимизацию информационных потоков. В качестве показательного примера приведено существование многолетних нерешенных проблем при реализации взаимодействия отечественных морских портов и железных дорог. Показано, что обеспечения эффективности указанных процессов необходимо использовать интегрированные информационные системы, в основе которых должны быть использованы мультиагентные технологии, обеспечивающие адаптацию инструментальных средств и информационной системы к изменяющимся условиям ведения бизнеса. Возможности предложенного подхода показаны на основе двух ключевых положений: представление транспортно-технологических процессов в виде совокупности взаимосвязанных бизнес-процессов; формирование единого информационного пространства для интеграции бизнес-процессов и поддерживающей их инфраструктуры при помощи набора безопасных, стандартизованных компонентов — прикладных сервисов, которые могут многократно использоваться и комбинироваться для адаптации к изменениям на транспортном рынке.
Ключевые слова, транспортный процесс, управление, единое информационное пространство, информационные ресурсы, интегрированная информационная система, мультиагентная система.
Yury M. Iskanderov1,
Head of Laboratory, Doctor of Technical Sciences, Professor
INFORMATION RESOURCES INTEGRATION FOR THE TRANSPORT PROCESSES CONTROL: SYSTEM ASPECTS
1 St. Petersburg Federal Research Center of the Russian Academy of Sciences,
St. Petersburg, Russia, iskanderov_y_m@mail .ru
Abstract. The article presents an approach that ensures the integration of information resources to obtain a single information space for transport and technological processes. The features of the studied subject area, influencing the organization and optimization of information flows, are noted. As an illustrative example, the author cites the existence of many years of unsolved problems in the implementation of the interaction of domestic seaports and railways. It is shown that to ensure the effectiveness of these processes, it is necessary to use integrated information systems, which should be based on multi-agent technologies that ensure the adaptation of tools and information systems to changing business conditions. The possibilities of the proposed approach are shown on the basis of two key provisions: presentation of transport and technological processes in the form of a set of interrelated business processes; the formation of a single information space for the integration of business processes and their supporting infrastructure using a set of secure, standardized components - application services that can be reused and combined to adapt to changes in the transport market.
Keywords: transport process, control, single information space, information resources, integrated information system, multi-agent system.
Введение
Исторически сложилось, что накопление и использование информационных ресурсов (ИР) осуществлялось отдельно в каждом виде транспорта с целью обеспечения его эффективного управления и функционирования. Аналогично ситуация складывалась в других сферах логистики. Традиционно применение различных информационных технологий в логистических системах происходило разрозненно и обеспечивало только интересы конкретного участника ТТП, и с течением времени стало очевидно, что такой подход неэффективен и чрезвычайно важна интеграция ИР для получения единого информационного пространства (ЕИП) транспортно-логистической сети. Данное пространство обеспечит необходимые скорости и объемы обмена информацией и предоставит наиболее точные данные, требуемые пользователю, позволит детально анализировать технико-экономические параметры различных вариантов, моделировать различные процессы с целью принятия оптимальных решений [1, 2].
1. Интеграция информационных ресурсов
Интеграция ИР в транспортной логистике является чрезвычайно сложной проблемой. Чем дальше развиваются интеграционные процессы, тем острее встают проблемы оптимизации и организации информационных потоков, что, безусловно, связано с особенностями предметной области ТТП:
• высокий динамизм предметной области;
• трудность получения полной, точной, достоверной информации;
• стрессовый характер ситуаций;
• дефицит времени принятия решений;
• сбои, отказы и выходы из строя технических средств;
• высокая вероятность ошибочных действий людей;
• форс-мажорные обстоятельства.
Серьезнейшим препятствием также является низкая эффективность организационного, технического, информационного и программного обеспечения взаимодействия участников ТТП.
В качестве показательного примера можно привести существование многолетних нерешенных проблем при реализации взаимодействия отечественных морских портов и железных дорог. Достигнутый уровень корпоративного управления ОАО «РЖД» позволяет применять новые технологии транспортного сервиса и мониторинга движения и переработки грузов по выбранному маршруту и оптимизации процедур промежуточной обработки и хранения грузов. Однако, «узким местом» при доставке международных грузов, является подача и выгрузка вагонов в морском порту, а также простой вагонов на предпортовых железнодорожных станциях. Использование механизма ответственности при невыполнении заключенных договоренностей в виде наложения штрафов за несвоевременную подачу и выгрузку вагонов в морских портах, а также за простой вагонов и за «брошенные» поезда не принесло желаемого результата. Сутью проблемы, по-прежнему, остается различие интересов участников данного ТТП. Каждый субъект ориентируется на достижение своих целей, связанных с непониманием системного эффекта от взаимодействия, действует в рамках своего правового, экономического и технологического пространства, оценивает эффективность своего функционирования по типовым критериям и показателям.
Таким образом, учитывая системный характер проблемы, очевидно, что ее решение заключается в разработке и реализации на основе единой методологии комплекса согласованных мероприятий правового, организационного, финансово-экономического, методического, информационного и технологического характера, учитывающих интересы всех участников ТТП.
Для обеспечения эффективности указанных процессов необходимо использовать интегрированные информационные системы (ИИС), позволяющие реализовать современные требования по снижению эксплуатационных затрат и повышению уровня качества транспортных услуг [4-6]. В этих условиях указанные системы позволяют эффективно решать основную логистическую задачу при организации ТТП, а именно, согласование режимов производства и потребления с сервисным режимом предоставления транспортных средств, пограничной и таможенной обработкой, хранением, переработкой и распределением продукции. На базе ИИС появляется возможность построить ЕИП, которое обеспечит координацию работ всех организаций при осуществлении интермодальных перевозок в соответствии с принятой логистикой обработки грузов. Для поддержания ЕИП, ИИС должна обеспечивать взаимодействие с корпоративными инфотелекоммуникационными системами различных транспортных и других организаций внутри страны и за рубежом.
Поскольку в логистических системах используются различные телекоммуникационные, коммутационные, сетевые и информационные технологии, то процессы контроля и управления ТТП резко усложняются. В этих условиях все большее значение приобретает интеллектуализация управления ТТП, причем стратегия этой интеллектуализации заключается в разработке и внедрении эффективных информационных технологий, обеспечивающих в реальном масштабе времени замкнутость циклов организационного и технологического управления, существенно повышающих обоснованность и согласованность принимаемых должностными лицами решений по управлению ТТП. Анализ указанной сложной и важной проблемы показывает, что такими технологиями являются технологии мультиагентных систем [3-7, 9].
Мультиагентный подход, положенный в основу формирования ИИС позволит кардинальным образом модернизировать организацию ТТП. Ожидаемый результат такого подхода — высокая эффективность, гибкость и надежность функциональных подсистем и их системы управления в целом, способность обеспечить высокий уровень качества логистических услуг, и как следствие, высокую конкурентоспособность на отечественном и мировом рынках. Отличительной особенностью мультиа-гентных технологий является реализация в информационных системах распределенных способов обработки информации. В современном представлении агент — это программная система, которая имеет следующие особенности: автономность, взаимодействие, мобильность, реактивность, активность, индивидуальность видения «мира», коммуникабельность и кооперативность, интеллектуальность поведения. С точки зрения объектно-ориентированного подхода агент представляет собой определенный комплекс функций в совокупности с интерфейсом, способный под-
держивать диалоговое общение. Поскольку задачи функционирования ТТП требуют распределенного и параллельного решения, необходима разработка и применение методов кооперации, координации и коммуникации агентов в процессе их решения. Тем самым обеспечивается совместное решение единой задачи, распределенной по многим узлам логистической сети с использованием достаточно простых в отдельности программных единиц, реализующих сложные механизмы взаимодействия, которое определяется двусторонними и многосторонними динамическими отношениями между агентами.
2. Возможности предложенного мультиагентного подхода
Информационное обеспечение логистической системы базируется на двух основных положениях:
- представление ТТП в виде совокупности взаимосвязанных бизнес-процессов;
- формирование ЕИП для интеграции бизнес-процессов и поддерживающей их инфраструктуры при помощи набора безопасных, стандартизованных компонентов — прикладных сервисов, которые могут многократно использоваться и комбинироваться для адаптации к изменениям на транспортном рынке.
Для эффективной организации такой интеграции сначала необходимо разбить ТТП на функциональные блоки, а затем провести их декомпозицию до получения сквозных бизнес-процессов, сквозных бизнес-процессов — до получения отдельных бизнес-процессов, а отдельных бизнес-процессов — до составляющих их бизнес-функций как шагов бизнес-процесса. Бизнес-функция, дающая конкретный измеримый результат, является минимальной сущностью, имеющей ценность для осуществления бизнес-процесса. Именно она и является прикладным сервисом. Определим прикладной сервис как логическое представление физических, информационных и человеческих ресурсов, реализующее бизнес-функцию, и обладающее следующими свойствами:
• является повторно используемым;
• определяется одним или несколькими явными технологически-независимыми интерфейсами;
• слабо связан с другими подобными ресурсами и может быть вызван посредством коммуникационных протоколов, обеспечивающих возможность взаимодействия ресурсов между собой.
Очевидно, что определенный таким образом прикладной сервис и представляет собой не что иное как «интеллектуальный агент» [4-6, 8].
Бизнес-функция, которую реализует данный прикладной сервис, должна быть однозначно описана в соответствии с определенными, принятыми для всех сервисов, правилами, также должны быть описаны набор и типы входных и выходных данных. Причем, для внешних по от-
ношению к прикладному сервису информационных систем не должно иметь значения, на каком языке программирования он реализован, на какой программно-аппаратной платформе функционирует, локально или удаленно расположен.
Кроме прикладных сервисов информационное обеспечение должно располагать и набором системных сервисов, обеспечивающих передачу/получение данных, сообщений, документов; информационное взаимодействие участников ТТП; работу с общими ресурсами и т. д.
Указанные системные сервисы могут реализовать агенты, обеспечивающие выполнение максимально стандартизованных функций:
• ведение каталогов (реестров) прикладных сервисов,
• электронный обмен данными, сообщениями,
• распределенное копирование и хранение данных,
• защита информации и обеспечение прав доступа к ней,
• формирование отчетов
• и др.
В составе ИИС должны быть и общие ИР в виде специализированных баз данных и знаний (БДЗ), поддерживающих административные процедуры и прогрессивные транспортно-технологические схемы. Эти БДЗ позволят обеспечить комплексирование различных ресурсов для решения конкретной задачи, создание вторичных ИР и унификацию массово используемых ИР. В первую очередь, процесс создания указанных БДЗ должен быть связан с формализацией нормативно-правовой, учетно-статистической и прогнозно-аналитической информации, а также с применением «электронных образов» различных процедур и «электронных реестров» участников и объектов ТТП.
Ключевой особенностью проектирования и реинжиниринга информационных систем, обеспечивающих решение комплекса задач транспортной логистики, являются интеграция информационных ресурсов, многовариантность построения бизнес-процессов и эффективное моделирование функционирования сетевых организаций. Формирование интеллектуальной системы транспортно-логистической информации на основе мультиагентных технологий позволит создать действенный инструмент, обеспечивающий достижение высокого уровня качества и конкурентоспособности предоставляемых транспортных услуг.
Заключение
Использование указанной системы позволит:
• динамически перестраивать структуру взаимодействия ИР в зависимости от внешних и внутренних условий функционирования ТТП;
• инкапсулировать ранее разработанные средства и программы в интегрированную среду;
• унифицировать программное обеспечение, используемое участниками ТТП;
• обеспечить вхождение в международное информационное пространство с целью развития электронных и мобильных услуг.
Дальнейшие исследования необходимо направить на создание программных агентов, реализующих прикладные и системные сервисы интеллектуальной системы транспортно-логистической информации; на формирование соответствующих агентных платформ; на разработку онтологий, характеризующих особенности ТТП; а также на построение эффективных процедур координации и коммуникации программных агентов.
Список литературы
1. Искандеров Ю.М., Дорошенко В.И. Организация транспортно-технологических процессов на основе интегрированных информационных систем. // В сборнике: «Новая экономика» и основные направления ее формирования. Сборник статей Международной научно-практической конференции. Под общ. ред. А.В. Яковлевой. - 2016.- С. 53-62.
2. Лукинский В.С., Искандеров Ю.М., Соколов Б.В., Некрасов А.Г. Проблемы и перспективы использования интеллектуальных информационных технологий в логистических системах. // В сборнике: Информационные технологии в управлении (ИТУ-2018). Материалы конференции. - 2018. - С. 80-89.
3. Hackius N., Petersen M. Blockchain in Logistics and Supply Chain: Trick or Treat // Proceedings of the Hamburg International Conference of Logistics (HICL). - 2017 - 23.
4. McFarlane D., Giannikas V., Lu W. Intelligent logistics: Involving the customer. // Computers in Industry. - 2016. - D0I:10.1016/j.compind.2015.10.002.
5. Iskanderov Yu., Pautov M. Security of Information Processes in Supply Chains. // Advances in Intelligent Systems and Computing. - 2019. - Vol. 875. - Pp. 13-22. - DOI: https://doi .org/10.1007/978-3-030-01821 -4_2.
6. Wooldridge M. An Introduction to Multi-Agent Systems. John Wiley & Sons, 2009. - 368 p.
7. Leitao P., Vrba P. Recent Developments and Future Trends of Industrial Agents // Holonic and Multi-Agent Systems for Manufacturing. LNCS 6867. - 2011. - Pp. 15-28.
8. Скобелев П.О. и др. Мультиагентные технологии для управления распределением производственных ресурсов в реальном времени. // Механика, управление и информатика. - 2011. - № 5. - С. 110-122.
9. Скобелев П.О. Интеллектуальные системы управления ресурсами в реальном времени: принципы разработки, опыт промышленных внедрений и перспективы развития. // Информационные технологии. - 2013. - №1. - С. 1-32.
