автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Автоматизированная система управления связью и ее информационное обеспечение при использовании радиорелейного оборудования

Введение.

Глава I. Задачи оптимизации структуры и выбор методов регионального управления связью и телекоммуникациями региона.

1.1. Задачи и проблемы, стоящие перед оператором связи.

1.2. Пути совершенствования структуры управления связью.

1.3. Методы декомпозиции при решении задачи оптимизации управления системой связи.

1.3.1. Постановка задачи.

1.3.2. Формальные методы декомпозиции.

1.3.3. Уровни декомпозиции и локальные блоки.

1.3.4. Локальные процедуры поиска.

1.3.5. Процедура поиска экстремума целевой функции.

1.3.6. Методы и средства управления вычислениями.

1.3.6.1. Условия выхода из процедур при автономном управлении.

1.3.6.2. Циклы проектирования.

1.3.7. Принципы и алгоритмы синтеза систем с дискретными 36 параметрами.

1.3.7.1. Метод полного перебора.

1.3.7.2. Покоординатный циклический поиск.

1.4. Оценка оптимальности структуры управления системой связи.

1.5. Выводы.

Глава II. Разработка автоматизированной системы управления связью региона(на примере Московской области).

2.1. Принципы построения единой АСУ связи региона.

2.1.1. Состояние автоматизации управления связью и цели создания автоматизированной системы управления.

2.1.2. Основные подходы к созданию АСУ предприятиями.

2.1.2.1. Понятие жизненного цикла.

2.1.2.2. Основные модели жизненных циклов.

2.1.2.3. Структурный подход к проектированию информационных систем.

2.1.2.4. Методология 8АБТ.

2.1.2.5. Диаграмма потоков данных.

2.1.2.6. Диаграммы отношения сущностей.

2.1.2.7. «Сквозное проектирование» АСУ.

2.1.3. Принципы построения автоматизированной системы управления регионального оператора связи.

2.2. Архитектура АСУ связи региона.

2.3. Состав информационного обеспечения, программно-технические средства.

2.4. Комплексная защита информации в АСУ связи.

2.5. Выводы.

Глава III. Информационное обеспечение системы связи при использовании радиорелейного оборудования.

3.1. Информационное обеспечение АСУ связью и проблемы развития телекоммуникаций в сельской местности.

3.2. Основные преимущества использования радиорелейного оборудования.

3.3. Сравнительный анализ радиорелейного оборудования.

3.4. Перспективы использования радиорелейного оборудования для радиодоступа.

3.4.1. Классификация, энергетические показатели диапазона частот.

3.4.2. Оборудование беспроводного доступа для предоставления услуг широкополосных цифровых сетей с интеграцией служб.

3.5. Выводы.

Глава IV. Вопросы внедрения результатов диссертационного исследования. Разработка элементов инвестиционной программы развития и реконструкции сельской телефонной сети Московской области.

4.1. Актуальность и цели инвестиционной программы развития и реконструкции телекоммуникаций в сельской местности Московской области.

4.2. Основные направления реализации программы.

4.3. Технические решения по реализации программы.

4.4. Финансовое обеспечение программы. Выбор модели инвестиционного анализа.

4.5. Технико-экономическое обоснование строительства радиорелейной линии «Руза-Дорохово» Московской области.

4.6. Выводы.

Актуальность темы исследования. Современная телекоммуникационная индустрия является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей народного хозяйства России, а темпы её развития в значительной мере определяют темпы прогресса современного общества. Концепция развития рынка телекоммуникационных услуг Российской федерации, утвержденная правительством РФ 26 июля 2000г. №1072-Р, определяет перспективы дальнейшего развития данного сектора экономики и роль государственного регулирования в процессе его развития. Концепция определяет основные показатели развития, характеристику нормативно-правовой базы в области регулирования рынка телекоммуникационных услуг, вопросы конкуренции, тарифную политику, механизмы реализации универсального обслуживания, частотное регулирование и лицензирование, технологическую политику и вопросы учета национальных интересов при развитии телекоммуникационного рынка России, а также вопросы поддержки национального производителя.

Различным теоретическим и практическим аспектам создания автоматизированных систем управления связью и оптимизации структурных форм оператора связи посвящены труды российских и зарубежных ученых [2,4,8,12,19-23,33]. Однако эти исследования в недостаточной мере учитывают сегодняшнее состояние в сфере предоставления телекоммуникационных и информационных услуг на региональном уровне, повышение спроса на разнообразную информацию. Выполненные автором исследования и разработки являются определенным вкладом для многих операторов связи в вопросах поиска и развития новых способов общения с заказчиком и способов работы с информацией на региональном уровне: средств передачи, доступа, хранения и обработки информации.

ОАО "Электросвязь" Московской области (МО), по масштабам обслуживания абонентов занимающая 3 место в РФ после г. Москвы и г. Санкт-Петербурга, в своей деятельности строго придерживается указанной концепции и строит свою работу в тесном взаимодействии с ОАО "Связьинвест", которая владеет контрольным пакетом акций ОАО "Электросвязь" МО, и с другими региональными операторами связи РФ.

ОАО "Электросвязь" МО обслуживает 1,3 млн. абонентов в Подмосковье. В ведении общества по состоянию на 01.01.2001г. находилось 9700 таксофонов; 344 АТС в городах и 471 в селах; общее количество линий связи - 1 млн. 320 тысяч, а протяженность зоновых кабельных линий - 1300 км; в год обслуживается около 130,0 млн. международных переговоров. Кроме этого, для ОАО «Электросвязи» характерна разбросанность узлов и абонентов по всей территории Мо-сковсйбйалбп^жые требования российской концепции и необходимость решения большого числа разнообразных телекоммуникационных и управленческих проблем, стоящих перед ОАО "Электросвязь", выдвигает на повестку дня в качестве принципиальной задачи компании - решение проблемы совершенствования структуры управления и создание современной автоматизированной системы управления связью, что и определяет актуальность работы.

Цель и задачи исследований. Целью представленной диссертации является разработка методических вопросов по системному анализу, управлению и обработке информации, связанных с разработкой автоматизированной системы управления связью регионального оператора.

Объектом исследования является инфраструктура регионального оператора электросвязи, включая организационную и управленческую составляющие.

Предметом исследований являются средства и методы управления связью регионального оператора.

Методы исследования направлены на решение задач в области создания и совершенствования автоматизированной системы управления связью. Методы базируются на использовании теоретических основ проектирования информационных систем и опираются на применение понятий теорий конечных автоматов, высшей алгебры, алгебры логики и методологии имитационного моделирования.

Предлагаемые автором исследования, методы и способы решения научно-технических задач создания автоматизированной системы управления могут быть отнесены к классу решения задач, возлагаемых на регионального оператора связи. Практические расчеты и инженерные изыскания (методы) выполнены на примере ОАО "Электросвязь" Московской области.

Работа состоит из четырех глав, введения и заключения.

В первой главе анализируются проблемы и задачи, стоящие перед оператором связи. Определены принципы и пути совершенствования структуры управления связью и телекоммуникациями. При решении задачи организации структуры управления системой связи автором предложено использование методов декомпозиции, позволяющим оптимизировать структуру объекта автоматизации.

При оптимизации управления распределенной системой связи приходиться решать задачу укрупнения узлов связи, т.е. исторически сложившееся множество узлов связи необходимо заменить меньшим числом, что приведет к повышению эффективности работы сети в целом.

Предлагаемая автором аналитическая методика позволяет решить задачу оптимизации управления распределенной региональной системой связи и получить количественные оценки оптимального числа объектов управления (объединенных узлов связи, замкнутых на центральный узел компании), что позволит снизить эксплуатационные расходы, расширить спектр предоставляемых услуг и повысить оперативность управления.

Во второй главе автор предлагает методологическую основу для раз5 работки принципов построения, архитектуры и информационно-программного обеспечения автоматизированной системы управления связью. Обоснована технология «сквозного проектирования» АСУ и показана необходимость разработки таких технологий.

Апробация предлагаемых методов осуществляется на практических мероприятиях по созданию АСУ связью ОАО "Электросвязь" Московской области.

Разработанные автором методы и принципы могут быть использованы при создании автоматизированных систем управления связью в других регионах РФ (для операторов связи).

В третьей главе рассматриваются вопросы поддержки информационного обеспечения автоматизированной системы связи. Помимо широко используемых систем информационной поддержки, базирующихся на методах проводных, волоконно-оптических средств, автор предлагает улучшение информационных возможностей системы за счет внедрения радиорелейного оборудования, особенно при развитии сельских сетей связи. Автор исходит из принятой ОАО "Электросвязь" концепции (программы) развития сельских сетей на ближайшую перспективу. При этом ставиться несколько новых научно-практических задач и в работе даются их решения:

Первая - создание условий для организации стандартного цифрового доступа в любой точке области.

Вторая задача - комплексное инфокоммуникационное обслуживание сельских жителей.

Третья задача - удешевление строительства сельских сетей, снижение удельных капитальных вложений в организацию теледоступа на малонаселенных территориях.

Для решения этих задач автором в работе рассматриваются вопросы улучшения информационного обеспечения за счет организации связи на уровне объединенного узла связи и передаточного узла путем использования радиорелейного оборудования.

Внедрение этих мероприятий повышает возможности информационного обеспечения системы связи за счет новых абонентов и предоставления им дополнительных услуг по обслуживанию. Автором дается сравнительный анализ радиорелейного оборудования, существующего на российском рынке. На базе выработанных автором критериев обосновывается метод выбора отечественного радиорелейного оборудования, способного решить задачи сельской телефонной сети. Помимо выбора оборудования автором предложена специальная программа и методика испытаний радиорелейного оборудования с целью установления основных функциональных параметров радиорелейного оборудования в условиях реальной линии в Подмосковье (Руза-Дорохово). В работе показано, что результаты испытаний указанного оборудования соответствуют основным техническим требованиям (ТУ 657200-002-2909994701), утвержденным Минсвязи РФ, и нормативным документам, и это оборудование может использоваться для оснащения объектов ОАО "Электросвязи".

Автором сформированы основные направления и подходы к разработке принципиально нового метода создания универсального радиодоступа на базе отечественного радиорелейного оборудования, которое может использоваться как универсальное средство доступа и в других региональных объектах Российской Федерации.

В четвертой главе автор предлагает практические экономические методы по обеспечению социальной доступности телефона на селе и развитию сельской телефонной сети, рассматривает разработанную при его непосредственном участии инвестиционную программу развития и реконструкции телекоммуникации в сельской местности Московской области -это, по сути, тактика и стратегия развития ОАО "Электросвязь" в этом направлении. Для привлечения финансовых средств предлагается инвестиционная программа с привлечением на решение этой проблемы финансовых средств из различных источников (ОАО "Электросвязь", средства федерального бюджета, областного, местного и средств самого населения).

При составлении инвестиционных частных проектов и бизнес-планов при реализации программы автором предлагается универсальная инвестиционная методика как руководящий материал для анализа и финансирования инвестиционных проектов. Ценность методики заключается в том, что в совокупности с программным продуктом "Про-Инвест" разработан оригинальный и эффективный инструмент финансового планирования и инвестиционного анализа, что особенно важно, так как реализация программы требует привлечения нескольких инвесторов. Предлагаемая автором методика позволяет руководству предприятия правильно выбирать путь развития бизнеса, а инвестору, в том числе любому банку, оценить эффективность вложенных средств. Методика является универсальной и может использоваться как инструмент для привлечения кредитных и инвестиционных средств для развития российской экономики. С целью определения количественных показателей автором на основе инвестиционной программы и методики выполнено конкретное технико-экономическое обоснование строительства радиорелейной линии Руза-Дорохово, где проводилась опытная эксплуатация радиорелейного оборудования.

По каждой главе отмечается основные полученные результаты и делаются выводы.

Научная новизна. Новизна работы состоит в решении научной задачи, связанной с созданием автоматизированной системы управления и внедрением радиорелейного оборудования, а также в комплексном рассмотрении вопросов организации управления, оптимального планирования и совершенствования структуры региональной компании-оператора связи.

Достоверность результатов подтверждается корректным использованием аппарата теории больших систем, ситуационного управления и динамического программирования, а также результатами натурных испытаний, подтвержденными актами испытаний межведомственной комиссии и актами о внедрении.

Практическая значимость. Основные научные выводы и рекомендации, изложенные в работе, имеют высокое практическое значение, так как находят реализацию в практическом проектировании и создании автоматизированной системы в ОАО "Электросвязь" Московской области.

Полученные научные рекомендации, методические материалы целесообразно использовать в других региональных подразделениях, входящих в "ЦентрТелеком", а также организациях, занятых разработкой и созданием автоматизированных систем управления. Акты внедрения подтверждают практическую значимость проведенных исследований.

Реализация результатов работы. Представленные в работе результаты получены автором при его непосредственном участии в ходе выполнения конкретных работ определенных программой развития связи в Московской области, утвержденной Губернатором области, и инвестиционной программой развития и реконструкции телекоммуникаций в сельской местности Московской области.

Апробация работы. Результаты исследований, составляющих содержание работы, докладывались и обсуждались на:

- Всероссийской конференции по проблемам сельской телефонной связи и перспективах её развития, 18-21 сентября 2000 г. Воронеж;

- Всероссийской конференции: "Вопросы развития телекоммуникационных сетей в сельской местности с учетом новых технологий абонентского доступа".(Содоклад «Подходы к развитию телекоммуникаций в сельской местности Московской области»), 4 апреля 2001 г. Москва;

- На научно-техническом совете "ЦентрТелеком" по вопросам построения автоматизированной системы связи, 15 ноября 2001 г. Москва;

- На IV Международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы приборостроения, информатики, экономики и права» (Доклад «Обеспечение безопасности информации в коммутативных вычислительных сетях»), 1-6 октября 2001 г. Сочи;

Публикация: Основные результаты работы опубликовывались в 6 печатных работах.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы (46 источников) и двух приложений. Работа содержит 150 страниц текста, включая 26 таблиц и 27 рисунков.

4.6. Выводы

1. На основе системного анализа современного состояния сельской телефонной сети Московской области определены основные направления ее развития и реконструкции.

2. На базе результатов, полученных в главе 3, предложены технические решения для реализации рассматриваемой программы при использовании радиорелейного оборудования.

3. Проведен обоснованный выбор программного продукта Projekt Expert для решения задач инвестиционного анализ сложных технических проектов и предложена методика для решения данных задач.

4. Проведено технико-экономическое обоснование строительства радиорелейной линии «Руза-Дорохово» Московской области и доказана рентабельность строительства.

Заключение

Диссертационная работа содержит новое решение актуальной научной задачи - разработки научных подходов и методов по системному анализу, управлению и обработке информации, связанными с разработкой автоматизированной системы управления связью и ее информационным обеспечением при использовании радиорелейного оборудования.

В работе на основе проведенных исследований осуществлено решение комплекса задач по разработке принципов и методов создания автоматизированной системы управления связью и информационного обеспечения регионального оператора (на примере ОАО «Электросвязь» Московской области).

В процессе исследований по теме работы получены следующие научные и практические результаты.

1. На основе проведенного системного анализа выработаны рекомендации по совершенствованию структуры управления автоматизированной системы связью региона и определены научные подходы к решению задач проектирования автоматизированных систем управления связью (АСУС) региональных операторов.

2. Обоснованы и выбраны методы декомпозиции для оптимизации управления системой связи, что создает методологическую основу для разработки принципов построения, проектирования архитектуры и информационно-программного обеспечения создаваемой АСУС. Предложенная автором методика является универсальной

3. Разработаны принципы построения и структура АСУС, определены уровни управления и функциональный состав задач, решаемых на каждом из уровней. Разработана методика проектирования иерархической распределенной базы данных, определены полномочия пользователей, типы данных, хранимых и обрабатываемых на каждом из уровней.

4. Разработана архитектура АСУС; определен состав информационного обеспечения и программно-технические средства на примере АСУС Московской области. Определены основные виды угроз безопасности АСУ и сформулированы требования к средствам комплексной защиты информации в автоматизированной системе связи и ее основным элементам.

5. На основе анализа характеристик радиорелейного оборудования, представленного на российском рынке, обоснован метод выбора радиорелейного оборудования для строительства радиорелейных линий связи в Московской области и других регионов. Разработана методика использования радиорелейных станций в современных телекоммуникационных сетях.

6. Разработана программа и методика опытной эксплуатации радиорелейного оборудования на реальных объектах ОАО "Электросвязь" и уточнены основные параметры и характеристики радиорелейного оборудования с целью дальнейшего оснащения им объектов ОАО "Электросвязь".

7. Произведен обоснованный выбор программного продукта Projekt Expert для решения задач инвестиционного анализа сложных технологических проектов и предложена методика для решения данных задач.

8. На основе элементов инвестиционной программы развития и реконструкции сельской телефонной сети Московской области разработано технико-экономическое строительства радиорелейной линии Руза-Дорохово, где проводилась опытная эксплуатация радиорелейного оборудования, и доказана рентабельность строительства.

Результаты диссертационной работы использованы:

1. В практике создания подсистем АСУ ОАО «ЦентрТелеком» (акт внедрении от 15.11.2001г.):

• методика «сквозного проектирования» (подсистемы «Кадры» и «Канцелярия» Центрального офиса) для создания прототипного варианта подсистем;

• метод иерархической организации распределенных баз данных и схема управления полномочиями для управления базами Центральной бухгалтерии Общества и базами биллинговых подсистем филиалов ОАО «ЦентрТелеком»;

2. В практической работе при разработке автоматизированной системы управления ОАО «Ярославские телекоммуникационные сети» (Акт по использованию результатов от 23.11.2001г.).

3. При оптимизации структуры корпоративной сети АКБ «Московского индустриального банка» (Акт от 14.11.2001 г):

• выбор аналитических методов декомпозиции при решении задач оптимизации управления;

• метод оценки оптимальности структуры управления, как функции поиска для двух уровней декомпозиции.

4. По разработанной программе и методикам проведена опытная эксплуатация радиорелейного оборудования на объектах ОАО «Электросвязь» Московской области. Результаты оформлены актом межведомственной комиссии от 30.11.2001г. и выработаны рекомендации по внедрению выбранного оборудования на объектах Подмосковья в 2002-2007 годах.

1. Автоматизированные системы расчетов с пользователями за услуги электросвязи. Общие технические требования. - М.:ЦНТИ «Информсвязь», 1998г.

2. Концепция создания автоматизированной системы «Государственный реестр населения» Компьюлог, №4,2000г, стр.5-31.

3. Амарян P.A., Локотков A.A., Шатраков А.Ю. Обеспечение безопасности в коммутативных вычислительных сетях. М, ¡Московская академия рынка труда и информационных технологий, 2001.

4. Маслюков А.О. Исследование и разработка технологии и инструментальных средств для создания автоматизированных систем управления сложными транспортными комплексами. диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. -М, :НИИВК, 2001.

5. Локотков A.A. Руководящий материал для анализа и финансирования инвестиционных проектов. М,:Компьюлог, №1, 2001.

6. Локотков A.A., Прохоров Д.А. Принципы построения и основные параметры радиотехнического оборудования для организации радиорелейных линий связи, использующего диапазон 12-13 ГГц -М, :Компьюлог, №2, 2001, стр.46-49.

7. Локотков A.A., Чудинов С.М. Принципы и методы построения автоматизированной системы управления ОАО «Электросвязь» Московской области -М, :Компьюлог, №3, 2001, стр.5-11.

8. Локотков A.A. О методах декомпозиции при решении задач построения рационального управления системой связи -М, :Компьюлог, №4, 2001, стр.40-46.

9. Локотков A.A. Сравнительная характеристика радиорелейного оборудования, представленного на российском рынке -М, ¡Проблемы информатизации, №4, 2001.

10. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов (второе издание) -М, ¡Экономика, 2000.

11. Рынок ценных бумаг. Шаг России в информационное общество -М, ¡Экономика, 1997.

12. Телекоммуникации. Мир и Россия состояние и тенденции развития. -М, ¡Радио и связь, 1999.

13. Технические предложения на оборудование для создания беспроводных сетей передачи информации. -М, ¡ОАО «НИИ СуперЭВМ», 1999.

14. Саати Т.Л. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения -М, Советское радио, 1971.

15. Лившиц Б.С., Пшеничников А.П., Харкевич А.Д. Теория телетрафика М, ¡Связь, 1979.

16. Венцель Е.С., Овчаров Л.А. Прикладные задачи теории вероятностей -М, ¡Радио и связь, 1983.

17. Клейнрок Теория массового обслуживания -М, ¡Машиностроение, 1979.

18. Корнышев Ю.Н., Фань Г.Л. Теория распределения информации -М, :Радио и связь, 1985.

19. Левин Л.С., Плоткин М.А. Цифровые системы передачи информации.

20. Панченко А.И., Фрейман Б.А. Вопросы формирования теории функционирования и оптимального управления ОКБ на основе теории больших систем // Прикладная математика.- Новосибирск, 1971. Вып.З

21. Петухин А.А. Согласование эвристических алгоритмов при решении задачи выбора несколькими ЛПР // Математические методы управления и обработки информации.- Межведомственный сб. Научных трудов. МФТИ, 1982

22. Поспелов Д.А. Ситуационное управление: Теория и практика.- М.:-Наука, 1986

23. Проблемы программно-целевого планирования и управления. / Под ред. Г.С. Поспелова .- М.: Наука, 1982

24. ГОСТ-Р50765-95 Государственный стандарт, устанавливающий основные параметры цепей стыка радиорелейного оборудования.

25. Дейт К. Введение в системы баз данных. М.: Наука, 1980.

26. Зелковиц М., Шоу А., Гэннон Дж., Принципы разработки программного обеспечения: Пер. с англ. -М,: Мир, 1982.

27. Росс Д. Структурный анализ (SA): язык для передачи понимания. -В кн. Требования и спецификации в разработке программ. М.: МИР, 1984.

28. Boehm В. Seven Basic Principles of Software Engineering. Infotech State of the Art Report on Software Engineering, 1977.

29. Chen P. The Entity-Relationship Approach to Logical Database Design. Wellesey, Mass.: Q.E.D. Information Sciences, 1977.

30. DeMarco T. Structured Analysis and System Specification. New York.:' YOURDON Press, 1978.

31. Gane C., Sarson T. Structured Systems Analysis and Design. New York.: Improved Systems Technologies, Inc., 1977.

32. Miller J.G. Living Systems. New York: McGraw-Hill, 1978.

33. Yourdon E. Managing the Structured Techniques: Strategies for Software Development in the 1990s, 3rd ed. New York.: YOURDON Press, 1986.

34. Yourdon E. Managing the Systems Life Cycle, 2nd ed. Englewood Cliffs, N J.: Prentice-Hall, 1988.

35. Yourdon E., Constantine L.L. Structured Design: Fundamentals and Applications in Software Engineering, 2nd ed. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall, 1989.

36. Амарян P.A. Исследование и разработка методов обработки и управления информации при создании и эксплуатации систем мобильной связи. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук, М. библиотека ГОУ МАР-ТИТ.

37. Основы банковской деятельности (учебное пособие Российской экономической академии им. Г.В.Плеханова)-М.:Весь мир, 2001.

38. Алексеев М.Ю. Рынок ценных бумаг М.:Финансы и статистика, 1992.

39. Банковское дело /Под ред. Лаврушиной О.И./ -М.:Финансы и статистика,1998.

40. Гитмин Л.Дж., Джонк М.Д. Основы инвестирования. Перевод с английского -М.:Дело, 1997.

41. Российский статистический ежегодный сборник. М.¡Госкомстат России, 1997, 1998.

42. Смирнов А.П. Лизинговые операции. -М.:1995.

43. Чекмарева E.H. Лизинговый бизнес -М.:1994.

44. ГОСТ 28147-89 Система обработки информации

45. Федеральный закон РФ от 25.01.1995г. «О информации, информатизации и защите информации».

46. Федеральный закон РФ от 20.01.95г. «Закон о связи»

47. Дружинин Г.В., Сергеева И.В. Качество информации -М.:Радио и связь, 1990.

48. Батурин Ю.М., Жоджишевский A.M. Компьютерная преступность и компьютерная безопасность. -М.:Юридическая литература, 1991г.

49. Амарян P.A., Чудинов С.М. Защита информации в интегрированной информационно-вычислительной сети при ее взаимодействии внешними сетями. Учебное пособие -М.: ГОУ «МАРТИТ», 2001.