РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ «ЦИФРОВОЙ КАБИНЕТ РУКОВОДИТЕЛЯ» Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004

Лавриенко Н.Р.

студентка факультета инновационных, инженерных и цифровых технологий кафедры информационных технологий и математики Сочинский государственный университет (г. Сочи, Россия)

РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ «ЦИФРОВОЙ КАБИНЕТ РУКОВОДИТЕЛЯ»

Аннотация: в работе описана разработка концепции информационно-аналитической системы «Цифровой кабинет руководителя» для повышения эффективности управления муниципальным образованием на основе комплексной автоматизации процессов сбора, обработки и анализа информации.

Ключевые слова: цифровой кабинет, руководитель, платформа, управление, муниципальные услуги, анализ данных, модуль.

Субъектом автоматизации является администрация муниципального образования городской округ город-курорт Сочи Краснодарского края.

Цифровой кабинет руководителя (ЦКР) - инновационная платформа, призванная повысить эффективность управления на уровне муниципалитетов. Она должна агрегировать данные из различных источников, предоставлять инструменты визуализации и анализа, а также моделировать сценарии развития событий.

Управление на муниципальном уровне сталкивается с рядом трудностей, обусловленных, в том числе, несовершенством информационно-аналитической базы. Раздробленность информации, распределенная по многочисленным ведомствам и системам, препятствует формированию целостной картины

происходящего. Отсутствие единого информационного пространства снижает оперативность и объективность принимаемых решений.

Существенной проблемой является недостаток аналитической работы. Часто решения принимаются на основе опыта, интуиции или ограниченного набора данных, что не отвечает современным требованиям к управлению. Недостаточное использование аналитических инструментов приводит к снижению качества прогнозирования, планирования и оценки эффективности реализуемых мероприятий.

Формализуем основные информационные потребности руководителя в муниципалитете:

1. Потребности в мониторинге и контроле:

- Полный обзор статуса текущих поручений, включая сроки исполнения и ответственных исполнителей.

- Обновляемая информация о возникающих инцидентах в городе, их приоритетности и статусе решения.

- Отслеживание хода реализации городских проектов и их соответствия запланированным срокам и бюджетам.

- Просмотр данных о выполнении ключевых показателей эффективности (КПЭ) для оценки работы муниципальных служб и отделов.

2. Потребности в аналитике и принятии решений:

- Доступ к аналитическим отчетам и дашбордам, отражающим эффективность работы муниципальных структур.

- Анализ причин возникновения инцидентов и разработка мер по их предотвращению.

- Оценка рисков и выработка стратегий для успешного управления проектами.

- Анализ достигнутых результатов по КПЭ для корректировки стратегических и тактических планов развития города.

3. Потребности в оперативном управлении:

- Получение своевременных уведомлений о критических сроках исполнения поручений и возникающих проблемах.

- Управление ресурсами и бюджетирование проектов с учётом текущих потребностей и прогнозируемых изменений.

- Внесение корректив в планы работы муниципальных органов на основе анализа КПЭ.

4. Потребности в стратегическом планировании:

- Планирование мероприятий по повышению качества жизни граждан на основе данных оперативного управления.

- Разработка и корректировка долгосрочных планов развития городской инфраструктуры и услуг.

- Определение приоритетов и распределение ресурсов между проектами в соответствии с их значимостью и влиянием на достижение стратегических целей.

5. Потребности в коммуникации и отчетности:

- Создание отчетов для представления информации перед региональной администрацией, общественностью и другими заинтересованными сторонами.

- Обеспечение прозрачности и доступности информации для граждан и муниципальных служб.

- Взаимодействие с другими информационными системами и интеграция данных для обеспечения единой информационной среды.

Общие цели информационно-аналитического обеспечения сведены в стратегическую карту, представленную на рисунке 1.

Рисунок 1. Стратегическая карта.

На рисунке 2 представлена контекстная диаграмма модели ТО ВЕ для системы управления городским хозяйством.

Рисунок 2. Контекстная диаграмма.

Рисунок 3. Первая декомпозиция процесса информационной работы.

Первая декомпозиция (представленная на рисунке 3) системы управления муниципальным хозяйством города на уровне ГОЕБО включает разбиение основного процесса (АО) на подпроцессы, которые представляют основные функциональные модули разрабатываемой системы.

Каждый подпроцесс в декомпозиции связан с определенными входами, выходами, управляющими воздействиями и механизмами, которые обеспечивают его функционирование и взаимодействие с другими подпроцессами в рамках общей системы. Это позволяет детально анализировать и оптимизировать каждую область управления муниципальным хозяйством.

Важно отметить, что представленные в настоящей работе диаграммы декомпозиции демонстрируют структуру процессов на высоком уровне абстракции. Каждый из выделенных блоков может быть далее декомпозирован на более детальные подпроцессы и операции вплоть до уровня тривиальных действий. В качестве иллюстрации такого подхода на рисунке 4 приведена схема бизнес-процесса «Контроль качества оказания муниципальных услуг»,

являющегося одним из элементов декомпозиции процесса «Управление поручениями».

Рисунок 4. Бизнес-процесс «Контроль качества оказания муниципальных услуг».

Декомпозиция включает три основных процесса для УИС (рисунок 5): «Оформление реестров качества предоставления МУ», «Формирование статистики качества предоставления МУ» и «Формирование отчета качества предоставления МУ».

Рисунок 5. Контроль качества оказания муниципальных услуг, декомпозиция.

На рисунке 6 показана декомпозиция бизнес-процесса «Формирование отчета Главе».

Рисунок 6. Бизнес-процесс «Формирование отчета Главе».

Общая архитектура имеет следующие компоненты:

1. Централизованное хранилище данных, являющееся ядром системы. Оно представлено в виде крупного блока или центрального узла, к которому подключены все модули системы. Это обеспечивает единое пространство для сбора, хранения и обработки информации, доступной всем модулям.

2. Модуль отслеживания поручений, который соединен с центральным хранилищем данных. Этот модуль отвечает за регистрацию, распределение и контроль за исполнением поручений, и он напрямую связан с блоками, отображающими пользовательские интерфейсы сотрудников и руководства, для подачи и отслеживания поручений.

3. Модуль инцидентов, подключенный к центральному хранилищу. Этот модуль интегрируется с внешними источниками данных, такими как системы

экстренных служб города, для оперативного реагирования на чрезвычайные ситуации и их анализа.

4. Модуль управления проектами: Имеет множественные связи, которые позволяют управлять ресурсами, графиками и бюджетами проектов. Он связан с интерфейсами управления ресурсами и аналитическими инструментами для обеспечения эффективного планирования и контроля проектов.

5. Модуль управления КПЭ: Представлен блоком, который интегрируется с модулем аналитики, позволяя отслеживать и анализировать ключевые показатели эффективности для принятия обоснованных управленческих решений.

6. Внешние системы и интерфейсы: В системе также присутствуют блоки, представляющие внешние системы, такие как государственные информационные ресурсы, системы обмена данными и другие муниципальные сервисы. Они соединены с централизованным хранилищем данных через интерфейсы для обмена данными, что позволяет расширять функциональность системы и обеспечивать актуальность данных.

Исходя из зависимости от требований к масштабируемости и сценариев использования системы был сделан выбор в пользу микросервисной архитектуры. Это решение обусловлено необходимостью обеспечения высокой доступности сервисов, гибкости в управлении ресурсами и возможности независимого масштабирования отдельных модулей системы. Микросервисная архитектура позволяет также более эффективно управлять разнообразием технологических стеков и ускорять процессы непрерывной интеграции и доставки (CI/CD).

Модули системы должны взаимодействовать друг с другом через определенные API, что обеспечивает стандартизированный способ обмена данными и функциональных вызовов. API оформлены в соответствии с RESTful принципами, обеспечивая легкость интеграции и поддержку стандартных HTTP-методов. Каждый модуль будет иметь свой набор эндпоинтов, позволяющих осуществлять запросы и получать ответы в формате

JSON или XML, что обеспечивает высокую совместимость с внешними системами.

Концепция системы предусматривает интеграцию с внешними сервисами и системами муниципального управления через специализированные интерфейсы или прямое подключение к внешним API. Это позволит обмениваться данными с государственными информационными системами, системами документооборота, финансовыми и аналитическими сервисами. Интеграция с внешними сервисами спроектирована с учетом возможности модификации и расширения в случае изменения законодательства или появления новых интеграционных потребностей.

Расширяемость системы будет обеспечивается за счет использования контейнеризации и оркестрации, что позволяет легко добавлять новые сервисы и поддерживать их стабильную работу в распределенной инфраструктуре. Контейнеры могут быть развернуты на облачной платформе, что дополнительно увеличивает отказоустойчивость и масштабируемость системы.

Таким образом, модульность и расширяемость являются ключевыми принципами концепции архитектуры «Цифрового кабинета руководителя города», что делает систему готовой к будущему развитию и интеграции с широким спектром внешних сервисов, и систем.

Следует отметить, что безопасность и надежность информационной системы «Цифровой кабинет руководителя города» являются первостепенными. Проектирование системы ведется с учетом требований Федеральной службы по техническому и экспортному контролю (ФСТЭК) России и предполагает использование отечественного программного обеспечения для обеспечения соответствия российским стандартам безопасности.

Определение технологического стека.

На основе требований, приведенных выше был сформулирован следующий профиль стека технологий и программных решений для разработки системы:

Backend (Серверная часть):

Язык программирования: Python .

Обоснование: Python - популярный язык с богатой экосистемой библиотек для анализа данных, машинного обучения и веб-разработки. Он прост в изучении и использовании, что ускорит разработку и поддерживаемость проекта.

Фреймворк: Django/FastAPI.

Обоснование: Django - фреймворк, отлично подходящий для создания сложных веб-приложений. FastAPI - современный фреймворк, отличающийся высокой производительностью и поддержкой асинхронного кода, что важно для реализации интерактивных элементов и обработки больших объемов данных. Выбор между ними будет основан на более детальном анализе требований к производительности и функциональности.

База данных: PostgreSQL.

Обоснование: PostgreSQL - надежная и функциональная реляционная база данных, прекрасно подходящая для хранения структурированных данных о деятельности муниципалитета.

Инструменты машинного обучения: Scikit-learn, TensorFlow/PyTorch

Обоснование: Scikit-learn предоставляет широкий набор алгоритмов машинного обучения для решения задач классификации, регрессии, кластеризации и др., что позволит реализовать функции анализа и прогнозирования в ЦКР. TensorFlow и PyTorch - популярные фреймворки для глубокого обучения, которые могут быть использованы для реализации более сложных аналитических моделей и интеллектуальных функций.

Frontend (Клиентская часть):

JavaScript фреймворк: React/Vue.js.

Обоснование: React и Vue.js - популярные JavaScript фреймворки, которые позволяют создавать интерактивные и динамические пользовательские интерфейсы. Они обладают широкой экосистемой готовых компонентов и

библиотек, что ускорит разработку frontend части ЦКР. Выбор между ними будет основан на предпочтениях команды разработчиков разных модулей.

Библиотека для визуализации данных: D3.js, Chart.js, Leaflet (для карт).

Обоснование: Эти библиотеки предоставляют широкие возможности для создания интерактивных графиков, диаграмм, карт и других визуальных элементов, что крайне важно для реализации информационных панелей ЦКР.

HTML, CSS: Для верстки интерфейса и стилизации элементов.

Дополнительные технологии:

Docker/Kubernetes: Для контейнеризации приложения и упрощения его развертывания и масштабирования.

Предложенный технологический стек ориентирован на создание современного, масштабируемого и гибкого решения, которое сможет эффективно решать задачи, поставленные перед ЦКР. Он сочетает в себе проверенные и надежные технологии с новыми инструментами, которые позволят реализовать инновационные функции и обеспечить высокую производительность системы.

Общая схема работы системы предполагает следующие этапы:

1. Взаимодействие пользователя с интерфейсом:

Пользователь (руководитель) взаимодействует с frontend частью ЦКР, созданной на React/Vue.js, через браузер. Frontend отправляет запросы к backend части для получения и обновления данных, а также для выполнения других действий.

2. Обработка запросов на backend:

Backend, реализованный на Python с использованием Django/FastAPI, получает запросы от frontend и обрабатывает их. Для обработки данных backend обращается к базе данных (PostgreSQL) и модулям машинного обучения (Scikit-learn, TensorFlow/PyTorch).

3. Взаимодействие с внешними системами:

Backend осуществляет интеграцию с внешними информационными системами администрации муниципалитета для получения необходимых

данных. Интеграция может быть реализована с использованием API, специальных интеграционных решений или других механизмов.

4. Визуализация данных:

Backend предоставляет обработанные данные и результаты анализа frontend в удобном для визуализации формате (например, JSON).

Frontend использует библиотеки для визуализации данных (D3.js, Chart.js, Leaflet), чтобы отобразить информацию на интерактивных панелях ЦКР.

5. Развертывание и масштабирование:

Приложение ЦКР, состоящее из frontend и backend частей, развертывается в контейнерах (Docker) и управляется с помощью оркестратора контейнеров (Kubernetes).

Такой подход позволяет легко масштабировать систему при увеличении нагрузки или объемов данных.

Практическая реализация ключевых функций системы «Цифровой кабинет руководителя».

В предыдущих разделах были определены ключевые технологические решения, формирующие фундамент информационно-аналитической системы «Цифровой кабинет руководителя». Такая подготовка позволила перейти к важнейшему этапу — практической реализации системы, способной продемонстрировать её работоспособность и потенциал для решения поставленных задач.

Система формирует визуально интерактивные панели по интересующим направлениям деятельности для быстрого и четкого отображения сложной информации (с привязкой территориальной карты, структурных схем и др.) к которым подключены данные - индикаторы и условия отбора (фильтры) с анализом отклонений от заданных плановых или нормативных параметров.

На рисунке 7 представлен общий вид интерфейса системы.

На рисунках 8-9 представлен интерфейс информационной панели «Исполнение поручений».

Блок предоставляет возможность оповещать ответственных исполнителей о скором наступлении сроков окончания исполнения решений. Соответствующий перечень решений для ответственного исполнителя представлен как отдельная экранная форма или должен направляться на электронную почту в рамках корпоративной сети.

Я 3 ШШШНШИШ.

I

Оидоинсгруил« Аджилсфдомж«

Рисунок 7. Главное меню системы ЦКР.

ф: ] 1 ! 1 г ь э и

Рисунок 8. Информационная панель Поручения.

Рисунок 9. Основные структурные компоненты панели.

В рамках практической реализации особое внимание было уделено созданию интуитивно понятного и удобного интерфейса, обеспечивающего руководителю простой и быстрый доступ к ключевым функциям системы. Для демонстрации работоспособности были реализованы основные модули, указанные в предыдущих разделах. Каждый модуль функционирует на реальных данных, что позволило оценить его функциональность и эффективность в контексте реальных управленческих задач.

Результаты практической реализации подтверждают жизнеспособность концепции ИАС «Цифровой кабинет руководителя» и демонстрируют высокий потенциал для повышения эффективности управления муниципальным образованием. Разработанный система может служить основой для дальнейшего развития цифрового кабинета руководителя с учётом конкретных потребностей и особенностей муниципального образования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Рахманов, К.К. Обзор научной проблемы внедрения технологии «Умный город» / К. К. Рахманов // Проблемы науки. - 2020. - № 3 (51). - С. 60-65;

2. Симонов, А.И. Формирование описаний ветвей на схеме логического вывода следствий / А.И. Симонов, Д.А. Страбыкин // Современные наукоемкие технологии. - 2017. - № 10. - С. 68-72;

3. Alawadhi, S. [et al.]. Building understanding of smart city initiatives // Electronic Government. - 2012. - Vol. 22, No. 9. - P. 40-53;

4. Bakici, T., Almirall, E., & Wareham, J. A smart city initiative: The case of Barcelona // Journal of Knowledge Economy. - 2013. - Vol. 4, No. 2. - P. 135-148. - URL: https://doi.org/10.1007/s13132-012-0084-9 (дата обращения: 14.11.2023);

5. Caragliu, A., Del Bo, C., & Nijkamp, P. Smart cities in Europe // Journal of Urban Technology. - 2011. - Vol. 18, No. 2. - P. 65-82. - URL: https://doi.org/10.1080/10630732.2011.601117 (дата обращения: 14.11.2023);

6. Nazir, M. S. [et al.]. Wind generation forecasting methods and proliferation of artificial neural network: A review of five years research trend // Sustainability. -2020. - Vol. 12, No. 9. - P. 3778.10:40;

7. Ohmura, N. [et al.]. Material property of on-metal magnetic sheet attached on NFC/HF-RFID antenna and research of its proper pattern and size on // Proceedings of the International Symposium on Antennas and Propagation. - 2013. - P. 11581161;

8. Privat, G., Zhao, M., & Lemke, L. Towards a shared software infrastructure for smart homes, smart buildings and smart cities // Proceedings of the International Workshop on Emerging Trends in Engineering of Cyber-Physical Systems. - Berlin, Germany, 2014. - P. 1-15;

9. Sanchez, L. [et al.]. SmartSantander: IoT experimentation over a smart city testbed // Computer Networks. - 2014. - Vol. 61. - P. 217-238

Lavrienko N.R.

Sochi State University (Sochi, Russia)

DEVELOPMENT OF CONCEPT OF INFORMATION ANALYTICAL SYSTEM "DIGITAL OFFICE OF EXECUTIVE"

Abstract: the work describes the development of the concept of the information and analytical system "Digital Manager's Office " to improve the efficiency of municipal management based on comprehensive automation of the processes of collecting, processing and analyzing information.

Keywords: digital office, platform, management, municipal services, data analysis,

modules.