автореферат диссертации по документальной информации, 05.25.05, диссертация на тему:Методика обоснования требований к сети банковской информационной системы кредитования

На правах рукописи

НОВИКОВ Максим Олегович

МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К СЕТИ БАНКОВСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ КРЕДИТОВАНИЯ

05.25.05 - «Информационные системы и процессы»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -2013

1 9 ГЛ 2013

005544238

Работа выполнена в отделе сопровождения и развития информационных технологий и программных средств Федерального государственного унитарного предприятия «Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия» (ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»)

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

Научный руководитель: доктор военных наук, профессор, заслуженный работник связи Российской Федерации Кубанков Александр Николаевич

доктор технических наук Бурый Алексей Сергеевич

Хохлачев Евгений Николаевич, доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник Федеральное государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Военная академия РВСН имени Петра Великого», профессор

Росс Геннадий Викторович, доктор технических наук, профессор, Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт проблем вычислительной техники и информатизации», заместитель директора по учебно-методической работе ФГУП «Научно-исследовательский центр информатики при Министерстве иностранных дел Российской Федерации»

Защита состоится « /Г»г. в А часов . на засе-

латех

Ведущая организация:

дании диссертационного совета пу техническим наукам Д 222.020.02 при Российском научно-техническом центре информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия по адресу: 123995, г. Москва, К-1, ГСП-5, Гранатный пер., д. 4.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале Российского научно-технического центра информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия по адресу: г. Москва, Нахимовский проспект, д. 31, корп. 2, с авторефератом диссертации дополнительно - на официальном сайте Российского научно-технического центра информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия WWW.eoetinlo.ru ¡.

Автореферат разослан « » _201 _ г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат экономических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Современные банковские системы электронного кредитования находятся в стадии серьезного реформирования и на начальном этапе массового внедрения. Существующие технические системы банковского кредитования в настоящий момент включают в себя оборудованные Call-центры и информационные сети, построенные в основном на базе локально-вычислительных сетей. Эти системы функционируют в режиме телефонного обслуживания клиентов, предоставляют клиентам ограниченный состав услуг, а также в своей работе используют набор ресурсов информационной компьютерной сети, обеспечивающих работоспособность менеджеров банка.

В настоящее время особое внимание уделяется развитию национального сектора информационных систем. В концепции долгосрочного социально-экономического развития России определено, что создание и развитие информационного общества, повышение качества жизни граждан напрямую связано с совершенствованием системы услуг на основе использования информационных и телекоммуникационных технологий. Высокая динамика развития рыночной экономики объективно определяет возрастание объема и сложности задач, решаемых в области организации обслуживания населения России и предоставления услуг по принципу «одного окна». Решение таких проблем невозможно без модернизации существующей системы предоставления услуг населению, без внедрения перспективных информационных систем, в частности сетей банковской информационной кредитной системы (БИКС). Такие системы являются сложными техническими системами со всеми присущими им сложным системам свойствами: целостностью, сложностью, динамичностью, иерархичностью и другими. Эти системы, как и любая техническая система, рано или поздно устаревает и требует замены на более современную систему, отвечающую современным требованиям и потребностям потребителей. Особенностью таких систем является их жесткая встроенность в процесс, которым они управляют и который они организовывают. Это обусловливает их постепенную, возможно фрагментарную замену

на более современную систему.

Современная научно-техническая литература рассматривает различные аспекты изучения проблем развития сложных технических систем, разработки моделей и методов их построения. Таким исследованиям посвящены работы: М.И. Ломакина, Н.Б. Резвецова, Д.А. Ловцова, Г.С. Лебедева, А.Н. Мартьянова, E.H. Хохлачева, А.В.Сухова и других.

Однако, не смотря на это, анализ показывает, что большой объем работ в данной области, а также работ, посвященных созданию и развитию информационных систем предоставления банковских услуг населению (клиентам банка), вопросы создания соответствующего теоретического и методического аппарата развития информационных систем кредитования с учетом специфики их функционирования на основе единого похода в настоящее время не получили должного развития.

На современном этапе реформирования и развития информационных систем кредитования актуальным научно-прикладным направлением развития является совершенствование их сетевой структуры и программно-математического обеспечения. Это обусловлено тем, что дальнейшее повышение оперативности выдачи кредитов клиентам банка представляется возможным только на основе внедрения новой информационной технологии и, в частности, обосновании требований к созданию таких технологий.

Таким образом, актуальность темы диссертационного исследования обусловлена необходимостью разрешения противоречия между, с одной стороны, объективной потребностью в модернизации подобных систем с целью минимизации времени на обслуживание клиентов банка, а, с другой стороны, отсутствием необходимого методического аппарата обоснования требований к построению банковских информационных кредитных систем.

Актуальность данной работы определила тему, цель, объект, предмет и научные задачи диссертационного исследования.

Целью работы является решение актуальной научной задачи разработки методики обоснования требований к разработке сети банковской информационной системы кредитования на основе развития научно-методических положений и формирования соответствующего комплекса эффективных алгоритмов оптимизации.

В качестве объекта исследования рассматривается информационная сеть банковской информационной кредитной системы (БИКС).

Предметом исследования является сетевая структура БИКС и происходящие в ней информационные процессы.

Для достижения поставленной цели определены задачи диссертационного исследования:

1) формирование обобщенной методики обоснования требований к построению сети БИКС на основе модели облачной структуры банка;

2) разработка частной методики обоснования требований к построению структуры сети БИКС на основе комплекса моделей и методов построения облачных структур;

3) разработка частной методики обоснования требований к распределению потоков в сети БИКС на основе методов и моделей адаптивной маршрутизации;

4) формирование комплекса алгоритмов, реализующих задачи обоснования требований к построению сети БИКС на основе моделей и методов, реализующих технологию облачной структуры.

Реальные процессы передачи информации относятся к классу сложных процессов принятия организационно-технических решений, исследование которых возможно на основе проблемной ориентации известного комплексного подхода, т. е. системного подхода с учетом его информационного и кибернетического аспектов. Концептуальная схема объекта исследования представлена на рис. 1.

Рис. 1. Концептуальная схема объекта исследования

Для решения указанных задач диссертационной работы проведены теоретические и экспериментальные исследования основных методов моделирования облачных структур и на основе анализа факторов, обусловливающих необходимость совершенствования методов управления передачей информации, разработан новый подход к решению задачи по разработке методики обоснования требований к построению сети БИКС.

В результате решения перечисленных задач получены следующие новые научные результаты, выносимые на защиту.

1. Научно-методические положения (математическая модель комплексной методики обоснования требований к построению сети банковской информационной кредитной системы, алгоритм, реализующий обобщенную методику обоснования требований,) по разработке требовании к построению сети банковской информационной кредитной системы, отличительными чертами которых являются:

- целостность исследования процессов функционирования и построения структуры сети банковской информационной кредитной системы;

- новая модель обоснования требований к построению структуры сети БИКС на основе технологий облачных структур;

- единство исследования процессов функционирования на различных этапах цикла передачи информации в сети БИКС и выбора информационно-математического обеспечения управления маршрутизацией.

2. Частная методика обоснования требований к построению структуры сети БИКС, отличающая тем, что:

- разработан новый методический аппарат, позволяющий комплексно учитывать особенности обоснования требований к построению структуры БИКС, ее топологии и вариантам распределения управляющей аппаратуры в облачной структуре БИКС;

- частная методика определения рационального состава узлов коммутации (УК) и терминальных комплексов (ТК) в составе БИКС;

- частная методика выбора мест размещения узлов коммутации (УК) с минимальными затратами на подключение провайдеров организующих связь с каналами Интернет;

- частная методика обоснования требований к конфигурации сети БИКС.

3. Частная методика обоснования требований к обмену информацией в сети БИКС, в рамках которой разработан новый методический аппарат, позволяющий комплексно учитывать особенности передачи информации между элементами сети БИКС на основе методов адаптивной марщрутиза-ции.

4. Комплекс эффективных алгоритмов обоснования требований к построению облачной структуры, построенных на основе известных и вновь разработанных алгоритмов марщрутизации, отличающийся тем, что:

- обоснован и разработан новый комплекс алгоритмов обоснования требований для реализации распределения потоков информации, что позволяет решать задачи оптимизации структурных схем с учетом разработанных требований, для достижения поставленной цели;

- предложены частные алгоритмы построения структуры сети БИКС, выбора мест размещения узлов коммутации и терминальных комплексов, ее топологии и вариантов распределения управляющей аппаратуры в облачной структуре сети БИКС;

- использованный комплекс эффективных алгоритмов дополнен новым алгоритмом, а также включает общий и частные критерии эффективности предполагаемой информационной системы.

Методы исследования. При решении задач использовались методы теории принятия решений, теории множеств и отношений, теории графов, теории вероятностей и математической статистики, теории передачи информации.

Научная новизна полученных результатов заключается в:

- применении проблемно-ориентированного варианта комплексного подхода к разработке методики обоснования требований к построению сети БИКС, обеспечивающего повышение эффективности (оперативности) функционирования сети банковской информационной кредитной системы;

- разработке комплекса частных методик обоснования требований по построению облачной структуры сети БИКС по частным показателям эффективности;

- разработке новых алгоритмов маршрутизации информации в перспективной сети БИКС.

Теоретическая значимость полученных научных результатов заключается в том, что разработанное информационно-математическое обеспечение разработки методики обоснования требований к разработке БИКС развивает теоретические положения в рамках теории передачи информации в автоматизированных системах управления (АСУ),, теории управления информационными системами применительно к банковским информационным кредитным системам.

Практическая значимость полученных в работе научных результатов заключается в том, что на основе разработанных математических моделей и алгоритмов обоснования требований к построению облачной структуры БИКС сформулированы соответствующие эффективные технические решения и практические рекомендации, использованные при разработке комплексных целевых программ и технических заданий на перспективные БИКС в аванпроекте опытно-конструкторской работы (ОКР) Международной гильдии финансистов и Агентства высоких технологий и предпринимательства.

Полученные научные результаты также реализованы в ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» и в учебном процессе Учебного центра международной гильдии финансистов.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы представлены и получили одобрительную оценку в рамках Международной финансовой недели Международной гильдии финансистов в 2012 и 2013 годах, на научных конференциях и семинарах, проходивших в Российском научно-техническом центре информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия, Академии стандартизации, метрологии и сертификации и ряде других вузов и научных организаций

Публикации. Основные теоретические положения и выводы диссертации изложены в 7 публикациях авторским объемом 3,5 п.л., 3 из которых представлены в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для опубликования основных научных результатов диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, изложенных на 169 страницах машинописного текста, содержит 18 рисунков и 4 таблицы. В список литературы включено 107 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, определены предмет, объект, цель и задачи исследования, кратко изложено

ее содержание по главам, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ основных факторов, обусловливающих необходимость совершенствования научно-методического обеспечения обоснования требований к разработке сети банковской информационной кредитной системы.

Расщирение возможностей по предоставлению клиентских услуг для коммерческих банков является очень привлекательным аспектом и программой активных действий по модернизации своих информационных систем. В данном случае облачные технологии позволяют аккумулировать в себе совокупность всех возможностей информационной системы центрального офиса банка и его филиалов. Существующая сложность в повышении качества предоставления услуг сводится к сокращению времени на доступ клиента к ресурсам банка, а именно к решению клиентских проблем в банке (открытие счета, операции с вкладами, наличностью и др.). Разработка научно-методических положений и комплекса эффективных алгоритмов обоснования требований к разработке сети банковской информационной системы кредитования реализуется на основе формирования комплекса частных методик и алгоритмов построения банковской системы кредитования. Под обоснованием требований к разработке банковской информационной системы кредитования понимается процесс выработки организационно-технических решений по построению сети БИКС и организация информационных потоков внутри системы, за основу которого принимаются процессы, возникающие при функционировании существующей системы кредитования и решения, направленные на повышение оперативности обслуживания клиентов банка.

В соответствии с этим общую математическую постановку задачи обоснования требований к разработке банковской информационной кредитной системы можно представить в виде композиции математических формулировок частных задач обеспечивающих повышение оперативности обслуживания клиентов банка и оптимальности построения облачной структуры БИКС.

Общая постановка задачи исследования

В качестве главных (основных) показателей сети БИКС должны быть принята целевая функция, включающая топологию облачной структуры БИКС - У, а также минимальное время обслуживания клиентов в банке - Т. Таким образом, общая проблема создания облачной структуры БИКС должна включать в себя две области её возможных решений. Первая из них охватывает круг задач, связанных с обоснованием физической и топологической облачной структуры БИКС, удовлетворяющих требованиям по их оптимальности (минимизации функционала — Г), вторая оптимизирует процедуру управления информационными процессами в облачной структуре БИКС, обеспечивающих наименьшую продолжительность обслуживания клиентов в банке.

Такой подход обеспечивает достаточно слабую корреляцию выбранных параметров системы (У, Т), а, следовательно, и независимость получаемых

решений всего комплекса задач друг от друга. Это, в свою очередь, сохраняет возможность получения оптимального решения задачи, поскольку частные показатели в целом отражают специфику процесса модернизации БИКС и, что особенно важно, их можно рассчитывать с помощью тех или иных известных аналитических методов.

Кроме того, предлагаемый подход позволяет перейти к следующему этапу - декомпозиции исходной задачи на подмножество задач, совокупность которых и образует комплексную методику обоснования требований к

построению облачной структуры БИКС.

Основываясь на общей постановке задачи разработки требований для построения облачной структуры коммерческого банка, совокупность решаемых задач может быть представлена в следующем виде.

Математическая постановка задачи

Исходные данные: функционал облачной структуры банка: F = {К, Z, IV}, где К - данные о размещении подразделений банка; Z - задачи, решаемые подразделениями банка при обмене информации и их характеристики; W

— модель сетевой технологии.

Ограничения: время внедрения элементов облачной структуры Тер < Ттр Перечень определяемых характеристик облачной структуры: X = { N, R, S}, где N - объем узлового и абонентского оборудования облачной структуры; R - обобщенные данные о размещении узлов коммутации облачной структуры; S-топология построения облачной структуры банка.

Требуется: разработать методику, обеспечивающую определение таких значений облачной структуры X , при которых Y (F, X) = min Y (F, Х)\ X с Хд\ Т = Т (F, и, X) < Тщ„ где Х„ - множество допустимых значений характеристик облачной структуры БИКС, U - характеристики процесса ввода облачной структуры БИКС в эксплуатацию.

Особенности задачи: высокая размерность, наличие переменных, имеющих различный физический смысл, отсутствие аналитических зависимостей. Модель исследуемой структуры М = SN, R, S}, где N - множество элементов; R - пространственные отношения внутри облачной структуры БИКС; S-связи между элементами облачной структуры БИКС.

Порядок решения задачи

• разработка алгоритма и частной методики определения состава и количества узлового и абонентского оборудования п без учета ограничений;

• разработка алгоритма и частной методики определения координат узлов коммутации R без учета ограничений (иначе говоря масштабируется);

• разработка алгоритма и частной методики определения конфигурации БИКС 5 без учета ограничений;

• предполагаемое определение варианта характеристик БИКС X ;

• разработка алгоритма управления передачей информации в БИКС

• определение минимального времени передачи информации в управляющем модуле БИКС X: Т„, = T(F, LI, X) min T(F, U,,, X ). где U* - оптимальный процесс ввода, обеспечивающий минимальное время ввода; U„ -допустимое множество вариантов процесса ввода;

• проверка условия Т,„ < Ттр\ если условие выполняется, то принимаются требования X; в противном случае (по согласованию с заказчиком) корректируются данные F или увеличивается значение Ттр.

Таким образом, алгоритм комплексной методики обоснования требований к разработке банковской информационной кредитной системы можно представить в виде, показанном на рис. 2.

Рис. 2. Алгоритм комплексной методики обоснования требований к построению сети БИКС

В процессе реализации алгоритма решения обобщенной задачи решаются частные задачи по разработке требований создания сети БИКС на основе моделей облачной структуры коммерческого банка:

1. Формирование обобщенной методики обоснования требований к построению структуры сети БИКС на основе модели облачной структуры бан-

ка.

2. Разработка частной методики обоснования требований к построению структуры сети БИКС на основе комплекса моделей и методов построения

облачных структур.

3. Разработка частной методики обоснования требований к распределению потоков в сети БИКС на основе методов и моделей адаптивной маршрутизации.

4. Формирование комплекса алгоритмов, реализующих задачи обоснования требований к построению сети БИКС на основе моделей и методов, реализующих технологию облачной структуры.

Построение обобщенной модели создания сети БИКС на основе облачных технологий, совместное решение комплекса взаимоувязанных между собой отдельных задач представляет собой законченную методику с использованием рассмотренных показателей эффективности, а также известного математического аппарата, что позволит обеспечить необходимый уровень обоснования требований к разработке БИКС.

Во второй главе разработаны основные положения научно-методического обеспечения разработки комплексной методики обоснования требований к построению банковской информационной кредитной системы.

Для решения общей задачи исследования используется функционально-логическая схема решения задачи обоснования требований к построению БИКС, сочетающая аналитические и численные методы, связанные между собой определенной структурой алгоритмов, и включающие как отдельные составляющие методы математической статистики и аналитического конструирования, так и математического программирования.

В рамках исследования поставлена и решена частная задача по выбору необходимого количества узлов коммутации в составе облачной структуры банка, которая позволяет минимизировать суммарные затраты на их установку.

Частная методика определения рационального состава УК и ТК в составе БИКС

Исходные данные: требуемые ресурсы сети БИКС - пр, площадные характеристики для устранения проблем удаленности филиалов банка - 5 , общее статистика по количеству потребителей банковских услуг - Ы, капитальные затраты на установку одного УК, ТК, подключение провайдера офиса и филиала (б,^, О,) и суммарные затраты на создание сети БИК - С. Требуется найти: С(пр')=тт С(пг)

Решение: Модель сети БИКС представлена на рис. 3.

Г™ = / 272Я'

г - среднее расстояние между ТК;

Я-среднее расстояние между УК и ТК.

Рис. 3. Определение состава УК и ТК

Получены аналитические зависимости, позволяющие установить соотношения между местом размещения коммутаторов, числом УК и необходимыми затратами. Установлена закономерность в поведении функции К В частности, показано, что с увеличением общего количества УК сокращаются затраты на необходимость привлечения провайдеров Интернет, однако при этом линейно возрастают затраты на узлы коммутации.

В ходе работы сформулирована задача и разработан алгоритм поиска наиболее рационального размещения УК между филиалами банка. В качестве метода ее решения предлагается использовать сочетание метода направленного поиска и метода Монте-Карло.

Частная методика выбора мест размещения УК с минимальными затратами на создание и эксплуатацию сети БИКС

Исходные данные.

В совокупность данных при построении частной методики вошли: элементы и объекты (клиенты) БИКС а, 0 = 177); узлы коммутации БИКС У,(у =1,/У); координаты широты расположения /'-го УК (р,\ координаты долготы расположения /'-го УК Д; затраты на размещение элемента БИКС от /го объекта до УК с координатами: А<р(А/3) - шаг приращения при поиске координат расположения УК в региональном элементе БИКС; |пт(й,Д) - минимальная граница региональной БИКС по широте - долготе (таблица 1) и тах(<г>,,Д) — максимальная граница по широте -долготе; ((2><+>;Д+)) - текущее значение координат УК, смещенное на величину (Д<р;Д/?); (<) - текущее значение координат УК, смещенное на величину А/?).

Требуется найти: = тш^О,($?,/?)

р'ер

Ограничения:

1 • Д„„ - Änin ^ ß.m' Vm, -4>ша * <pm ; l,(<P,ß)=lj{<P-<PlY + iß~ßlf dG 5G

Решение: определено как сочетание метода Ветвей и границ с методом Монте-Карло.

Последовательность точки расположения УК в БИКС (рис.4): 1. Сдвиг текущей точки расположения УК (%,/?„)на величину (A<p,bß) ■ 2 Вычисление текущих значений функции затрат:

G, := ХС.^Г.А); G2 G, G4 := /»'">).

3. Проверка условия minG, > G„ и сдвиг текущих координат в направлении возрастания Gj.

Таблица 1

І

UbJ<

--■5І

~ feS

Значения

я>1 <р min

<р 4 <Р шах

01 ßmm

ß* fimax

Рис. 4. Выбор места размещения узлов коммутации (УК)

4. Присвоение текущему значению местоположения УК полученных значений характеристик: Ст-т :=Ст0; ср'■■=%', Р1 := Р0-

В ходе исследований разработан алгоритм построения конфигурации БИКС с минимальной протяжённостью и стоимостью. В его основу положена модель Прима - Краскала, позволяющая построить кратчайший покрывающий сеть исходный граф и исключающую при этом необходимость полного перебора всех возможных вариантов.

Особенностью использования алгоритма является длительное использование старого оборудования и плановое внедрение фрагментов нового оборудования в узлах вновь создаваемых фрагментов БИКС.

Частная методика обоснования требований к топологии сети БИКС

Исходные параметры: l'=/v,. v?,... г,,} - множество узлов коммутации БИКС (рис.5); U={ui, i<2,... и,,,' - множество каналов передачи; S(KU) - граф топологической структуры БИКС; С/, - вес (стоимость) ребра между /-й иу'-й вершинами графа; D;(Vi,U-) - поддерево графа T(V,U). Требуется найти: G(S*) = minG(S)

Ограничения: v, lv,+1 = 0; 8(У,и)#дереву; ZX=jr ™.пг

Метод решения: Метод Прима - Краскала для построения кратчайшей связывающей сети, представленный на рис. 5 и выбором маршрута в таблице 2.

В основе научно-методического обеспечения лежит информационно-математическая структура построения комплексной методики обоснования требований к разработке банковской информационной кредитной системы посредством последовательного применения (выбора, комплексирования) функциональных алгоритмов с учетом структурно-функциональных ограничений.

Рис. 5. Выбор топологии региональной сети БИКС _____Таблица 2

Вершины графа T, Структура сети БИКС Zi>inK(v,,vJ Схема графа Т;

V,- v5 V1-V2-V3-V4-V5 (V]-V2—V4-V5) = 27,0 Ач/

Таким образом, основное содержание методики обоснования требований к разработке структуры БИКС заключается в комплексном использовании частных методик. В комплекс методик входят: методика рационального состава УК в сети БИКС, методика выбора оптимальной топологии облачной структуры, методика определения мест размещения управляющих коммутаторов (УК), позволяющая подготовить базу для решения задачи передачи информации, а также используются, в зависимости от ситуации, разработанные алгоритмы.

В третьей главе разработан комплекс частных методик и алгоритмов передачи информации на основе методов адаптивной маршрутизации. Сформирован методический аппарат, позволяющий в сети БИКС реализовывать учет прогноза очередей в офисах банка, резерв времени для принятия решений по обслуживанию клиентов, а также технологические проблемы непосредственно с сетевым оборудованием. На рис. 6 предлагается следующий подход к решению.

Частная методика передачи информации методом адаптивной маршрутизации в сети БИКС

Исходные данные: G(N,m) - ориентированный граф без петель; N={1,2, ... , vj - множество узлов; т = {1, 2, ... d} - множество дуг с заданными пропускными способностями С - { с,, с2 , ... , си }; 0= где ^ - матрица входных потоков, причем из узла /' в узел j; H(F) - непрерывная функция потоков по дугам графа F(fhf2, ... ,fd).

Условия и ограничения: v v d d

fk=Z Z Итп<», Z/UklfiJ>-£fi,mm = если1 =

i;

i=lj=l k-1 к i d d d d

Ец k,W - Zju i„,(W = - £ ij, если 1 = j; Znu(i)> -Zu lm0J> = О, если l Л l kl k-1 k=l k=l

где к — индекс дуги (т, п)

Необходимо для каждого потока информации найти единственный

маршрут /, р.....q, j таким образом, чтобы результирующий поток в сети

удовлетворял следующим условиям: Н ( F*)= min Н ( F); /¡< с„ , ie v. Исключение потоков по циклическим маршрутам цтп (и> = Хтп<Ш % ® , Хтп (ше {0,1}, (т, п) е U обеспечивают для каждого входного потока единственный маршрут через сеть. Условие виртуального соединения для пары вершин (i,j): Xmn"J> = xJ°. (т. П), (п. т) е U.

Выбор новых исходных данных

б* К'?-«

1ый алгоритм построения структуры сети БИКС

Начало

1. Исходные /

(.......данные^ _ Подбор параметров С! 6"г 6364

2. Определение ------,'

! рационального состава ТК и УК С(Пр)

3. Выбор мест размещения УК

...........................шл.........................-

4. Выбор топологии 6(5*)

5. Обобщенные показатели ;

требований Не

..........

б*-» т1п

¡и

_......

Решение

Подбор параметров

в{п-„)<

Ир

а{ч>\П

■ < КПП

Выбор ЦУМ)

■Ш

■ > Шп

Конец

Рис. 6. Обобщенный алгоритм построения структуры сети БИКС

Найти: Т7*- оптимальный поток множества оптимальных маршрутов. Решение. При решении такой задачи для БИКС ограничение по потоку

можно усилить: /¡* « с„ где ге V.

Это говорит о том, что в сети БИКС, т.е. в сети с достаточно большой пропускной способностью, функционируют соизмеримые с пропускной способностью потоки информации, но в узлах сети БИКС имеются очереди по заявкам, которые и создают все проблемы по обслуживанию клиентов (рис.

7)-

1 !..............;; .....— ----- ;

Филиал банка .1 ТК : тк ; ( ТК ...... ТК ;

шйр!! Щт

Сеть интернет

Менеджер филиала

Контроль «Чрррди

Прогноз загруженности

УК

......г

Решавшее уст£оястз<г

Рис. 7. Определение очередности обслуживания в узле сети БИКС.

Если в качестве функции потерь выбрать среднюю транзитную задержку потока в сети, то средняя задержка определяется как: H(F) - ( 1 Е ¿;'J) Е fk/ (Ck-fn), при./* << ск преобразуется при ijeN и keil в // (с к- f„) «f„ / с*„ а Z(fn/ск) преобразуется в выражение E(fk/c0 = Е fk/ск. При условии:/* <

0.001 с к число каналов составляет единицы, тогда ЕЕ, ~ Efk при условии

1.jeN и kell.

Следовательно H(F) ~ 1/ ск , т.е. задержка при больших пропускных способностях C={ci, с2.....cj} - стремится к константе // ск .

Данная задача является задачей нелинейного программирования, относящейся к классу NP-полных задач комбинаторной оптимизации. Основная трудность комбинаторных задач заключается в том, что еще не существует алгоритмов решения, вычислительная сложность которых ограничивается сверху полиномом от размерности задачи. Известны методы точного решения задачи, которые по сложности реализации эквивалентны методу полного перебора вариантов (метод проб и ошибок), что ограничивает применимость этих методов в задачах сравнительно небольшой размерности.

Обоснование метрических свойств алгоритмов маршрутизации

в сетях БИКС

Для некоторого начального потока F<p> исследуется в произвольном, но фиксированном порядке потоки F1", производные от F<p> по всем входным потокам <® \ если при этом окажется, что для какого-то из F<4> выполняется соотношение Н (F<ф) < Н ( F(р>), то F(ч) - принимается в качестве текущего приближения и процедура перебора продолжается до тех пор, пока все производные потоки имеют большее значение целевой функции, чем H(F).

Будем считать, что для каждого из г отличных от нуля входных потоков известно упорядоченное каким-либо образом множество всех возможных маршрутов, каждый из которых идентифицируется своим порядковым номером. Тогда каждый вариант выбора маршрутов для всех ненулевых потоков можно охарактеризовать вектором X = (х,. х2.....xj, где xt - порядковый номер маршрута для входного потока i. Множество всех вариантов выбора маршрутов W в графе G(N, т) с заданной матрицей входных потоков [£'J>] образовано, допустим, вектором X где каждый из х, пробегает весь свой диапазон значений.

Определим функцию расстояний между двумя векторами-вариантами маршрутов X = (х,, х2, ... , хг) и <р = (у,, у2, ... , yr), XYelV следующим образом:

г

R (X, Y) = Ер (xh у¡), где р (xh yj = 1, если у( р (xh yj = 0, если х,

Функция R обладает всеми свойствами метрики:

а) R (X, Y)> 0, поскольку р (X, Y)> 0;

б) из R (X, У) = 0 следует X = У; это свойство непосредственно следует из R(X, У): R ( X, У) = 0 , тогда и только тогда, когда х, = у, для 1=1,2.....г;

в) R(X, У) = R(Y, X) непосредственно следует из виртуальности потоков;

г) R(X, У) = R(X. Z)+ R(Z, У), для доказательства этого свойства рассмотрим неравенство: , г

Ер(х к, ук) <Zp(x к, : к)+ Sp(zh уь), для произвольного k = i.

kl kl kl

Поскольку p £ {0, 1}, то неравенство р (х„ у¡) <р (х„ =f) + р (:„ у,) может не выполняться только в том случае, когда р (х„ у,) = 1. р (xh :,) = р (:h yi) = 0. Однако это невозможно, поскольку из р (х„ :,) следует xf = г, , из р (:it yi) =

О следует = yi, откуда л:, = у-, и р (х„ у¡).

Складывая почленно неравенства с неотрицательными частями для 1 = 1, 2.....г, получим то, что и требовалось доказать.

При построении сети БИКС целесообразно использовать рандомизированный алгоритм, требующий разработки математической модели метрического пространства по числу отличающихся дуг маршрута. Для построения такой модели используем подход, предложенный для расчета оптимальных маршрутов для решения комбинаторных задач, заданных на множестве перестановок.

Метрикой для построения такого типа алгоритмов рандомизации определим Т (А, В), которая определяет расстояние между точками (рис.8) пространства Л еУ и BeV, определенных на множестве всех возможных векторов

------------------------Второй обходной

Рис .8. Маошоут АБ гоасЬа (}(К!. т) с обходными маошоутами

Частная методика прогнозируемой маршрутизации информации

в сети БИКС

Новый метод маршрутизации использует метод контроля очередей в офисах банка на основе накопленной информации и позволяет, используя

методы краткосрочного прогнозирования, формировать матрицы состояний сети БИКС на прогнозируемый промежуток или момент времени.

Постановка задачи прогнозируемой маршрутизации

Формализация задачи прогнозируемой маршрутизации формулируется как совокупность формальных задач прогнозирования состояния очереди в офисе банка и на ее основе осуществляем формализацию задачи маршрутизации информации для виртуальных соединений.

Исходные данные: Сеть БИКС представлена графом без петель С(Ы,

т), Л'= {«,.,/= 1,у}, т = {т„1 = \^\. Матрица входных потоков где

Р >0 величина потока из / вЦелевая функция //(79 представляет сложную зависимость при Р(а), где а- загрузка (потери) тракта и Л = [а,||,/ = й/, а И(Р) предполагается непрерывно возрастающей функцией потоков по ребрам графа ([,,/2.....и, где

Л=£М >

условия:

' , если /=/;

> если l=j; О ,

если Irilrf.

Необходимо найти: для каждого ä'J >0 найти единственный маршрут i таким образом, чтобы результирующий поток F'=(f) в сети удовлетворял следующим условиям: H(F*) = minH[F(a)]\ fi<ciyi&m-, =

x';!!„' =х[';„\{т,п),(п,т)ет\ а < а„ор; ск(а) > с,, где А: - индекс ребра (т, п).

Соотношения соответствуют постановке задачи для метода триангуляции, описанной выше. Соотношения соответствуют задаче прогнозирования состояния очереди в филиале банка.

Необходимо отметить, что конечной целью является отыскание множества оптимальных маршрутов, хотя формально необходимо найти только оптимальный поток F. Ранее указывалось различие между задачами маршрутизации и распределения потока. Поэтому в дальнейшем считаем, что оптимальным является любое множество маршрутов, приводящее к оптимальному потоку F в сети.

Данная задача относится к классу Л7>-полных задач комбинаторной оптимизации и рассматривается в классе задач маршрутизации.

Математическая модель прогнозируемой маршрутизации

Исходные данные: Согласно постановке задачи прогнозируемой маршрутизации сеть БИКС интерпретируется в виде графа С(Ы, т) с множест-

вом вершин (центров коммутации) Л'= {п,,/ = й) и множеством ребер (волоконных трактов) ш = {ш,,( = Ы}- Трафик на сети определяется матрицей ин-тенсивностей нагрузок Е = |Г || где - матрица входных потоков. Каждому ребру т = {т„і = Щ графа бУМ т) ставится в соответствие номер Х={х,} ,

где х/ - номер ребра в графе С.

Необходимое условие: Для каждого { х,} ставится в соответствие величина потерь {а,} в узле графа Є, т.е. каждый узел графа имеет свои очереди или потери времени. Передача информации в сети БИКС^производится по определенным маршрутам Ь = { х,, х3, х6.....х,}, где х,, 1 = и - номера ребер

графа входящих в маршрут.

Функции потерь в узлах сети различны, соответственно наличие канала

связи в сети является функцией потерь в канале, таким образом если \/а > апор, то хН номер маршрута Х={х,}, і = и в котором одно или более ребер в матрице маршрутизации равен нулю (х, =0% иначе говоря - маршрут ликвидируется. — Потери в узлах образуют матрицу потерь сети БИКС Л = |а,|,/ = 1 ,т .

Функция потерь является зависимой от времени, имеющая разрывы первого рода.

Состояние загруженности заявками клиентов в узлах, в предложенной методике, прогнозируется на промежуток времени /. В качестве математической модели используется полином второй степени (модель Брауна) а(10 + 1)=а0+ а ММ) + а20/&1У.

В результате прогноза состояния потерь в сети формируется матрица прогнозов на промежуток времени ?

и, соответственно, апор - величина порога для потерь в тракте.

Матрица прогнозов состояния сети || а0 (іо+01| определяет топологию сети БИКС на прогнозируемый промежуток времени т.е. в результате изменения величины потерь в узлах происходит трансформация топологии начального графа С(Р, О) с учетом ограничения: число узлов остается постоянным (Л,=сои5Гаи<).

Трансформация графа т) в граф С(Р, О) представляет собой изменение топологии графа т) за счет наложения прогнозной матрицы состояния тракта на конкретный промежуток времени или на конкретный момент времени

Матрица топологии графа т) представляет собой связи вершин где тп=0, / = Т777, т.е. граф без петель:

А2 =|«у('о+0||)где

і" і т .

№

ш, т ,

Л'

а,.

' 1 «Л2 ••• в XX

а матрица прогноза состояния тракта на время ? можно представить в виде матрицы, где а,)=0, /=/,..., и.

Операция наложения представляет собой перемножение соответствующих элементов матриц. Так как в теории матриц неизвестна операция перемножения одноименных элементов ауШц матриц Си А = ЩЦ,/ = \т , то реализацию данной операции на матрицах представим в виде

1 с'| |©||С|| =

"Ъ •• "ІЛ «п «о ... о,л ши «11 '»12'«.2 ■■ "Кх •«IV

"Ь "Ь • • "Ь «п ... сь /и,, «21 ^-«22 .. т^ •«IV

© =

"Ь,2 «Л2 ... ог„ тХ1 «VI тХ2-"м .. тхх ахх

где © - операция перемножения одноименных элементов в матрицах.

В результате образована матрица топологии || С '|| с прогнозом времени

Л

Из матрицы маршрутов графа С(М, т) составляется матрица маршрутов из узла і в /, представляющая матрицу ||Д;/||, где Ь* = 0, при т.е.

граф без петель; Ц - множество маршрутов из узла / в_/ и, со-

ответственно, 6* - к-й номер маршрута, а 6* (х) - протяженность £-го маршрута из узла і в _/'.

Одним из условий функционирования математической модели прогнозируемой маршрутизации является условие триангуляции, которое каждому ребру графа С(Ы, т) ставит в соответствие два других ребра и обозначается

XI (Х4и Х6), где - операция триангуляции.

Изменение функции потерь, т.е. превышения порогового значения потерь а>апор и, соответственно, уменьшение потерь до допустимого уровня, позволяющее передать информацию, приводит к постоянному изменению структуры сети. Таким алгоритмом является алгоритм триангуляции, который по сравнению с известным алгоритмом сочетает в себе лучшие свойства известных алгоритмов.

Критерием оптимальности модели выбрано среднее время передачи информации потоков для виртуальных соединений:

И - 1 V

14? Ьк - л ■

>./еЛ

Соответственно, данный критерий рассматривается для узлов с очередью обслуживания в случае ск>/к.

Рассмотрим особенность функционирования метода прогнозируемой маршрутизации в случае, когда ск>/к, в то время как для алгоритма прогнозируемой маршрутизации необходимо, чтобы критерий Нср был определен для любой точки пространства маршрутов 1УБ. Доопределим критерий его следующим очевидным образом:

-Ь— ,Л ^ 0 - = Л,0 < Г, «1, ск - /к <2Л/1) = \ 7

<•, - Л

Определенно, что выражения совпадают с при /к </,и линейно продолжает в область /, > }к , при этом //(7') остается выпуклой возрастающей функцией потоков по дугам.

Предложенная математическая модель реализуется алгоритмом прогнозируемой маршрутизации в сети БИКС.

Алгоритм прогнозируемой маршрутизации в сети БИКС

С учетом всех особенностей математической модели метода реализация ее представлена следующим алгоритмом.

Шаг 0. В процессе изменения функция а( 0 претерпевает разрыв. Используя Г -критерий Стьюдента, отбраковываются аномальные измерения, однако если аномальное измерение повторяется / раз, то за истинное принимается событие, совершившееся / раз подряд.

Шаг 1. Производится формирование матриц прогноза состояния волоконно-оптического тракта |<3,у('0 + '|| на время

Шаг 2. Анализ точности прогноза . Если точность не удовлетворяет требованиям, переходим к шагу 0. В случае если точность удовлетворяет требованиям, переходим к шагу 3.

Шаг 3. Формирование нового графа С(Р,<2) по имеющейся прогнозной информации состояния трактов с прогнозом на время

Шаг 4. Составляются матрицы маршрутизации В'( = ¡я;'| для прогнозируемой топологии графа С(Р,0) по методу триангуляции.

Шаг 5. Осуществляется оптимизация маршрутов по критерию минимума среднего времени доведения пакетов в сети Яс//9. Обращение к шагу 4 до тех пор, пока не будет найден оптимум по методу триангуляции.

Л

■(Л -Д)

Л-Й

В итоге отметим, что функциональные алгоритмы предназначены для решения частных задач обоснования требований к построению БИКС, а алгоритм декомпозиции общей задачи исследования - для определения этапов решения задачи обоснования требований к разработке БИКС.

Таким образом, декомпозиция класса методов маршрутизации на основе принципов прогнозирования позволила определить класс методов прогнозной маршрутизации.

В четвертой главе изложены основные результаты практической апробации разработанного научно-методического обеспечения на примере варианта обоснования требований к построению сети БИКС с конкретной сетью, заданными потоками в сети, загрузкой узлов запросами абонентов, передачей информации по линиям связи. В ходе апробации сформирован состав оборудования и распределены узлы коммутации в районе размещения филиалов банка.

В целом апробация результатов исследований показала, что: привлечение специалистов удаленных офисов банка позволит резко снизить загруженность менеджеров центрального офиса и повысит квалификацию менеджеров офисов в регионах; применение методов маршрутизации с прогнозированием позволит снизить время на ожидание клиента в очереди на обслуживание банком.

Помимо машинного моделирования, реально существуют фрагменты сети БИКС, выполняющие часть функций описанных в работе. Устройство представлено в виде модуля передачи данных и передачи информации с передачей видео-изображения и речи на расстояние через сеть Интернет. По своим техническим характеристикам модуль превосходит известное устройство видео-обмена «Скайп».

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы, область их применения и направления дальнейших исследований. Отмечено, что внедрение результатов диссертации позволит повысить качество обслуживания населения на 15-70% в зависимости от интенсивности потока заявок в узлы сети БИКС. В некоторых случаях, программа выдавала возможность повысить оперативность обслуживая клиентов, в несколько раз.

Обоснован вывод о том, что предложенная в работе обобщенная методика, решает поставленную научную задачу, при комплексном использовании разработанных частных методик. Частные методики разработаны на основе моделей и методов облачных структур и включают: частную методику обоснования требований к построению структуры сети БИКС, частную методику обоснования требований к распределению потоков информации на основе методов маршрутизации и использования комплекса алгоритмов.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ:

1. Новиков М.О. Обоснование требований к построению облачных структур коммерческого банка // Транспортное дело России, 2013. - № 5. -0,4 п.л.

2. Новиков М.О. Математическая модель передачи информации с прогнозированием загрузки узлов в банковской информационной кредитной системе // Глобальный научный потенциал, 2013. -№ 11. - 0,4 п.л.

3. Новиков М.О. Математическая модель информационной сети банка с изменяющейся топологией // Транспортное дело России, 2013. - № 6. - 0,4 п.л.

Ряд вопросов диссертационного исследования нашел отражение в следующих публикациях:

4. Новиков М.О. Информационное обоснование направлений кредитования предпринимательства в малой авиации // Научно-технический журнал

ВИМИ, 2011.-0,8 п.л.

5. Новиков М.О. Разработка математических моделей построения алгоритмов маршрутизации информации в банковской системе кредитования // Сборник трудов конференции. 2-й Международный финансовый форум «Мосинтерфин-2012». 2-я Московская международная финансовая неделя. IV Общероссийский форум «Инфраструктурные проекты России 2012», Президент-отель, 18 октября 2012 г. - М„ 2012. - 0,4 п.л.

6. Новиков М.О. Обоснование требований к построению облачных структур для информационно-технических систем // 7-я Международная конференция «Управление развитием крупномасштабных систем». Интернет-публикация. Круглый стол «Интеллектуальные кластеры», 30 сентября - 2 октября 2013 года. - М.: Институт проблем управления им. Трапезникова

РАН, 2013.-0,6 п.л.

7. Новиков М.О. Построение алгоритма обоснования требований к построению облачных структур коммерческого банка // Научно-технический сборник трудов. - М.: Институт точной механики и вычислительной техники им. С.А. Лебедева РАН, 2013. - 0,5 п.л.

НОВИКОВ Максим Олегович

МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К СЕТИ БАНКОВСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ КРЕДИТОВАНИЯ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 11.11.13. Формат 60x84 1/16 Бум. офсетная Печ. л. 1,4. Тираж 100 экз. Заказ 272

Издательство «Московский печатник» 123995, Москва, Гранатный пер., д. 4, ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ»

РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР ИНФОРМАЦИИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И ОЦЕНКЕ СООТВЕТСТВИЯ

На правах рукописи

04201453710

НОВИКОВ Максим Олегович

МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К СЕТИ БАНКОВСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

КРЕДИТОВАНИЯ

05.25.05

Информационные системы и процессы

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор военных наук, профессор, заслуженный работник связи Российской Федерации Кубанков А.Н.

Научный консультант: доктор технических наук Бурый A.C.

Москва-2013

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ..................................................... 5

Глава 1. АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ФАКТОРОВ ОБОСНОВАНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К ПОСТРОЕНИЮ СЕТИ БАНКОВСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ КРЕДИТНОЙ СИСТЕМЫ................................... 15

1.1. Анализ перспективных технологий построения информационных сетей....................................... 15

1.2. Применение облачных технологий при разработке сетей банковской информационной кредитной системы.......................................................... 21

1.3. Анализ существующего математического аппарата синтеза облачных структур банковской информационной кредитной системы..................... 28

1.4. Организация типовых сетевых технологий для построения облачных структур банковской информационной кредитной системы..................... 32

1.5. Общая постановка задачи исследования.................. 36

1.6. Математическая постановка задачи........................ 37

Выводы по главе 1............................................. 41

Глава 2. МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ ТРЕБОВАНИИ К ПОСТРОЕНИЮ СТРУКТУРЫ СЕТИ БАНКОВСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ КРЕДИТНОЙ СИСТЕМЫ................................... 43

2.1. Частная методика определения рационального состава узлов коммутации и терминальных комплексов в составе сети банковской информационной кредитной системы..................... 46

2.2. Частная методика выбора мест размещения узлов коммунации сети банковской информационной кредитной системы с минимальными затратами........ 52

2.3. Частная методика обоснования конфигурации сети банковской информационной кредитной системы при минимальной протяженности линий связи............... 60

2.4. Определение параметров эффективности структуры сети банковской информационной кредитной системы.......................................................... 65

Выводы по главе 2............................................. 67

Глава 3. МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ ТРЕБОВАНИЙ К ОРГАНИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА В СЕТИ БАНКОВСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ КРЕДИТНОЙ СИСТЕМЫ................................... 70

3.1. Определение основных требований при построении частной методики организации информационного обмена в сети банковской информационной кредитной системы........................................... 71

3.2. Основные понятия и определения......................... 75

3.3. Характеристики сети банковской информационной кредитной системы, влияющие на качество распределения потоков на основе адаптивной маршрутизации................................................. 77

3.4. Методика обоснования требований к процессу распределения потоков информации на основе методов адаптивной маршрутизацией..................... 84

3.5. Классификация методов распределения потоков информации на основе методов адаптивной маршрутизации................................................. 90

3.6. Процедура измерения и определения оптимальных маршрутов сети банковской информационной кредитной системы.............................................. 102

3.7. Обоснование эффективного распределения потоков информации методами адаптивной маршрутизацией в сети банковской информационной кредитной системы.......................................................... 111

3.8. Методы маршрутизации для виртуальных соединений в сети банковской информационной кредитной системы................................... 125

3.9. Методика прогнозируемой маршрутизации и практические рекомендации по повышению оперативности передачи информации в сети банковской информационной кредитной системы...... 131

Выводы по главе 3............................................. 143

Глава 4. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОСТРОЕНИЮ СТРУКТУРЫ СЕТИ БАНКОВСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ КРЕДИТНОЙ СИСТЕМЫ И ОРГАНИЗАЦИИ ОБМЕНА ИНФОРМАЦИЕЙ......... 145

4.1. Практические рекомендации по выбору мест размещения узлов коммутации в сети банковской информационной кредитной системы..................... 145

4.2. Практические рекомендации по определению места размещения узлов коммутации в сети банковской информационной кредитной системы между региональными филиалами банка.......................... 148

4.3. Практические рекомендации по обоснованию конфигурации сети банковской информационной кредитной системы............................................... 153

4.4. Практические рекомендации по определению длительности функционирования алгоритмов маршрутизации................................................. 158

4.5. Результаты моделирования алгоритмов девиации, рандомизации, триангуляции и прогнозируемой маршрутизации................................................. 160

Выводы по главе 4............................................. 168

ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................ 170

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.................................... 174

ВВЕДЕНИЕ

Современные банковские системы электронного кредитования находятся в стадии серьезного реформирования и на начальном этапе массового внедрения. Существующие информационно-технические системы банковского кредитования в настоящий момент включают в себя оборудованные Са11-центры и информационные сети, построенные в основном на базе локально-вычислительных сетей. Эти системы функционируют в режиме телефонного обслуживания клиентов, предоставляют клиентам ограниченный состав услуг, а также используют набор ресурсов информационной компьютерной сети, требующий постоянной модернизации.

Модернизация - это достаточно затратный, сложный, но необходимый процесс. Сложность ее заключается, прежде всего, в необходимости проведения коренных структурных и функциональных преобразований существующих систем кредитования, их полной реструктуризации, которая в последующем позволяет интегрировать их в единое телекоммуникационное пространство России.

В настоящее время в нашей стране особое внимание уделяется развитию национального сектора информационных систем. В концепции долгосрочного социально-экономического развития России определено, что создание и развитие информационного общества, повышение качества жизни граждан напрямую связано с совершенствованием системы услуг на основе использования информационных и телекоммуникационных технологий. Высокая динамика развития рыночной экономики объективно определяет возрастание объема и сложности задач, решаемых в области организации обслуживания населения России и предоставления услуг по принципу «одного окна». Решение таких проблем невозможно без модернизации существующей системы предоставления услуг населению, без внедрения перспективных информационных систем, в частности сетей банковской информационной кредитной системы (БИКС). Такие системы являются сложными техническими системами со всеми присущими сложным системам свойствами: целостно-

стью, сложностью, динамичностью, иерархичностью и другими. Эти системы, как и любая техническая система, рано или поздно устаревает и требует замены на более современную систему, отвечающую современным требованиям и потребностям потребителей. Особенностью таких систем является их жесткая встроенность в процесс, который они организовывают. Это обусловливает их постепенную, возможно фрагментарную замену на более современную систему.

Современная научно-техническая литература рассматривает различные аспекты изучения проблем развития сложных технических систем, разработки моделей и методов их построения. Таким исследованиям посвящены работы: М.И. Ломакина, Н.Б. Резвецова, Д.А. Ловцова, Г.С. Лебедева, А.Н. Мартьянова, E.H. Хохлачева, A.A. Ларина, A.B. Сухова и других. Вместе с тем анализ показывает, что, не смотря на большой объем работ в данной области, а также работ, посвященных созданию и развитию информационных систем предоставления банковских услуг населению (клиентам банка), вопросы создания соответствующего теоретического и методического аппарата развития информационных систем кредитования с учетом специфики их функционирования на основе единого похода в настоящее время не получили должного развития.

Однако, это, как уже подчеркивалось, весьма затратный и длительный процесс. Сложность проблемы заключается также и в том, что в настоящее время отсутствуют достаточно глубоко проработанные, а тем более типовые, проектные решения по созданию подобных систем. Как правило, процесс создания и внедрения в практику работы банковских сетей носит интуитивный характер, исходя из субъективных оценок и индивидуального опыта. А это является основной причиной низкой эффективности получаемых решений.

Таким образом, объективные трудности эксплуатации существующих информационных технологий, с одной стороны, а также реальное потребности в снижении времени на обслуживание клиентов в очередях филиалов банка, нехватка ресурсов и техники в Са11-центрах банков неизбежно форми-

руют тенденцию снижения интереса клиентов к тому или иному банку, а также возрастание риска для банка по ограничению возможностей предоставления услуг клиентам, что в перспективе способно привести к неминуемому падению спроса на услуги этого банка из-за низкого уровня сервиса для клиентов.

Именно поэтому более целесообразным и единственным, с точки зрения целесообразности внедрения сетей БИКС представляется эволюционный (постепенный) метод создания сети путем поэтапности внедрения сетей БИКС с учетом факторов экономической целесообразности и оптимальной продолжительности всех работ, чтобы в последующем избежать необходимости проведения дополнительных работ и вложений финансовых средств по сопряжению и инсталляции новых технологий узлов коммутациии (УК) и терминальных комплексов (ТК).

Такой подход предполагает достаточно длительное взаимодействие новых и старых каналов и узлов коммутации, которые будут постепенно переводится на новые режимы функционирования по мере поступления нового оборудования в филиалы банка, но с обеспечением непрерывного функционирования системы кредитования.

Важнейшим элементом такой стратегии разработки сети БИКС является возможность постепенного ввода в эксплуатацию отдельных ее участков. А это, в свою очередь, предполагает наличие определенной очередности или последовательности проведения всех работ по подготовке и вводу в эксплуатацию отдельных фрагментов БИКС, что позволит достичь максимального эффекта и экономии ресурсов. Выход из сложившейся ситуации возможен за счёт реализации проектов по созданию перспективной сети БИКС путём интеграции разнородных и разнотипных каналов Интернет в единую информационную сеть на базе современных информационно-телекоммуникационных технологий.

На современном этапе реформирования и развития информационных систем кредитования актуальным научно-прикладным направлением развития является совершенствование их сетевой структуры и программно-

математического обеспечения. Это обусловлено тем, что дальнейшее повышение оперативности выдачи кредитов клиентам банка представляется возможным только на основе внедрения новой информационной технологии и, в частности, обосновании требований к созданию таких технологий.

Таким образом, актуальность темы диссертационного исследования обусловлена необходимостью разрешения противоречия между, с одной стороны, объективной потребностью в модернизации подобных систем с целью минимизации времени на обслуживание клиентов банка, а, с другой стороны, отсутствием необходимого методического аппарата обоснования требований к построению банковских информационных кредитных систем.

Актуальность данной работы определила тему, цель, объект, предмет и научные задачи диссертационного исследования.

Целью работы является разрешение противоречия между старым методическим аппаратом обоснования требований к построению структуры сети системы кредитования и спецификой новых структур сети банковской информационной системы кредитования, с учетом длительного совместного функционирования старой и вновь вводимой информационной системы.

Актуальной научной задачей диссертационной работы является создание методики обоснования требований к разработке сети банковской информационной системы кредитования на основе развития научно-методических положений и формирования соответствующего комплекса эффективных алгоритмов оптимизации.

В качестве объекта исследования рассматривается информационная сеть банковской информационной кредитной системы (БИКС).

Предметом исследования является методы обоснования требований к структурным характеристикам сетевой структуры БИКС и происходящие в ней информационные процессы.

Для достижения поставленной цели определены задачи диссертационного исследования:

1) формирование обобщенной методики обоснования требований к построению сети БИКС на основе модели облачной структуры банка;

2) разработка частной методики обоснования требований к построению структуры сети БИКС на основе комплекса моделей и методов построения облачных структур;

3) разработка частной методики обоснования требований к распределению потоков в сети БИКС на основе методов и моделей адаптивной маршрутизации;

4) формирование комплекса алгоритмов, реализующих задачи обоснования требований к построению сети БИКС на основе моделей и методов, реализующих технологию облачной структуры.

Реальные процессы передачи информации относятся к классу сложных процессов принятия организационно-технических решений, исследование которых возможно на основе проблемной ориентации известного комплексного подхода, т.е. системного подхода с учетом его информационного и кибернетического аспектов.

Для решения указанных задач диссертационной работы проведены теоретические и экспериментальные исследования основных методов моделирования облачных структур и на основе анализа факторов, обусловливающих необходимость совершенствования методов управления передачей информации, разработан новый подход к решению задачи по разработке методики обоснования требований к построению сети БИКС.

В результате решения перечисленных задач получены следующие новые научные результаты, выносимые на защиту.

1.Научно-методические положения (математическая модель комплексной методики обоснования требований к построению сети банковской информационной кредитной системы, алгоритм, реализующий обобщенную методику обоснования требований) по разработке требований к построению сети банковской информационной кредитной системы, отличительными чертами которых являются:

- целостность исследования процессов функционирования и построения структуры сети банковской информационной кредитной системы;

- новая модель обоснования требований к построению структуры сети БИКС на основе технологий облачных структур;

- единство исследования процессов функционирования на различных этапах цикла передачи информации в сети БИКС и выбора информационно-математического обеспечения управления маршрутизацией.

2. Частная методика обоснования требований к построению структуры сети БИКС, отличающая тем, что:

- разработан новый методический аппарат, позволяющий комплексно учитывать особенности обоснования требований к построению структуры БИКС, ее топологии и вариантам распределения управляющей аппаратуры в облачной структуре БИКС;

- частная методика определения рационального состава узлов коммутации и терминальных комплексов в составе БИКС;

- частная методика выбора мест размещения узлов коммутации с минимальными затратами на подключение провайдеров организующих связь с каналами Интернет;

- частная методика обоснования требований к конфигурации сети БИКС.

3. Частная методика обоснования требований к обмену информацией в сети БИКС\ в рамках которой разработан новый методический аппарат, позволяющий комплексно учитывать особенности передачи информации между элементами сети БИКС на основе методов адаптивной маршрутизации.

4.Комплекс эффективных алгоритмов обоснования требований к построению облачной структуры, сформированных на основе известных и вновь разработанных алгоритмов маршрутизации, отличающийся тем, что:

- обоснован и разработан новый комплекс алгоритмов обоснования требований для реализации распределения потоков информации, что позволяет решать задачи оптимизации структурных схем с учетом разработанных требований, для достижения поставленной цели;

- предложены частные алгоритмы построения структуры сети БИКС, выбора мест размещения узлов коммутации и терминальных комплексов, ее топологии и вариантов распределения управляющей аппаратуры в облачной структуре сети БИКС;

- использованный комплекс эффективных алгоритмов дополнен новым алгоритмом, а также включает о