Модель построения распределенной системы платного доступа автотранспорта

А.В. Борисов

(Москва, Московский энергетический институт (Технический университет), Россия)

В настоящие время в крупных городах Российской Федерации происходит быстрое увеличение численности автопарка. На площадях с плотной застройкой остро встает проблема размещения и охраны автотранспорта. Для решения этих проблем в городе Москве и других крупных городах интенсифицировано строительство парковочных комплексов. Современные парковочные комплексы представляют собой многоуровневые сооружения большой площади. Мировой практикой управления такими комплексами является применение систем автоматизированных парковок(САП)[1]. Использование таких комплексов позволяет повысить пропускную способность и экономическую эффективность паркингов за счет сокращения персонала.

В настоящий момент наиболее крупными отечественными и зарубежными автоматизированными системами управления паркингом являются PARK TIME, VECTOR_AP, sPARK, Scheidt & Bachmann Car Park Management System и др.. Системы зарубежных производителей обладают сравнительно невысоким показателем цена-качество. При высокой цене они обладают сравнимыми характеристиками с отечественными системами. В обобщенном виде основными функциональными недостатками действующих систем платного доступа автотранспорта(СПДА), выделенными по опыту их эксплуатации, являются:

· Наличие централизованного узла управления, отказ которого приводит к остановке всей системы.

· Использование в качестве управляющего или контролирующего модуля персонального компьютера.

· Слабая реализация или отсутствие механизма обработки потери соединения с управляющим узлом системы. При потере соединения узел прекращает свою работу до восстановления соединения.

· Слабая интегрируемость.

· Зарубежные системы характеризуются слабой адаптацией аппаратной части к переменным погодным условиям, а также сравнительно высокой стоимостью.

Данные недостатки существенно ограничивает возможности к применению СПДА.

Целью данной работы является создание более совершенной модели построения СПДА, свободной от указанных выше недостатков и разработка путей к ее реализации.

Обобщив решаемые задачи, можно выделить следующие основные функции СПДА: управление оборудованием; регистрация посетителей; ведение журнала событий о действиях системы; контроль системой возможных злоупотреблений персонала; выявление и диагностика сбоев; предоставление пользовательского интерфейса для мониторинга, конфигурирования и управления системой. Помимо наличия специфических функций, которые должна выполнять система для того, чтобы являться СПДА выделяются основные потребительские требования, без выполнения которых СПДА не может быть в полной мере введена в эксплуатацию:

· Надежность и устойчивость работы узлов в штатном режиме с минимальным вмешательством человека;

· Корректная работа системы при внештатных ситуациях и отказе узлов системы;

· Выявление сбоя в работе системы и определение его предполагаемой причины;

· Простота в установке, настройке и управлении системой;

· Работа как в режиме реального времени, так и в режиме “offline” (при отсутствии связи узлов с управляющим блоком);

· Устойчивость работы в условиях возможного противодействия со стороны персонала;

· Расширяемость системы по количеству точек проезда;

· Интегрируемость со смежными по задачам системами – системами контроля доступа, видео наблюдения, автоматизированными системами расчета товаров и услуг;

· Контроль возможных злоупотреблений персонала.

Исходя из задач, которые решает комплекс систему платного доступа упрощенно можно представить в виде блок-схемы, указанной на рис 1.

рис 1. Блок-схема построения системы платного доступа автотранспорта

Данные функции распределены между аппаратной и программной частью. Связи на схеме отражают взаимодействие по управлению.

В настоящее время многие известные системы платного доступа автотранспорта построены на основе архитектуры клиент-сервер (VECTOR_AP, Perco Parking и др.) с вынесением контрольно-расчетных и регистрационных функций на сервер. Данный подход к построению системы обладает существенным недостатком: сервер является узким местом в системе, система теряет работоспособность при отказе сервера. Таким образом, подобная модель построения комплекса не позволяет в полной мере обеспечить описанные выше требования.

В [2] приводится определение и классификация интеллектуальных систем. По характеру задач, которые решает СПДА, можно сделать вывод, что СПДА обладает признаками интеллектуальной системы. Исходя из классификации такие системы можно отнести к интеллектуальным автоматизированным системам(ИАС). В данной статье предлагается использовать подходы и технологии применяемые при построении интеллектуальных систем при организации СПДА. Предлагается использовать многоагентный подход[3] к реализации СПДА. Принципиальным отличием подхода является отказ от клиент-серверной архитектуры и переход к распределенной модели, посредством реализации сети агентов, выполняющих функции СПДА. При применении многоагентного подхода при построении СПДА комплекс представляет собой сеть взаимодействующих между собой агентов, каждый из которых выполняет определенные функции в системе. Функции агентов:

Агент связи с аппаратной частью – обеспечивает взаимодействие со всем оборудованием, которое подключено к данной точке управления.

Агент регистрации посетителей – обеспечивает регистрацию посетителя, с сохранением информации локально и распространяет информацию о въезде в сети агентов.

Агент регистрации отчетных сообщений в локальный буфер - обеспечивает сохранение отчетных сообщений в локальный буфер и распространяет информацию о событии в сети агентов.

Агент-фабрика – обеспечивает функции создания и доступа к агентам сети.

Агент передачи системных сообщений – обеспечивает связь с шиной системных сообщений сети агентов и корректную передачу сигналов управления через нее. Агент выполняет в сети функции передачи сигналов по управлению.

Агент хранения и доступа к распределенной конфигурации – обеспечивает доступ к конфигурации сети агентов, хранящейся распределенно, а также изменение информации в конфигурации по требованию. Агент выполняет в сети функции осуществления связей по данным.

Агенты передачи системных сообщений и доступа к хранилищу не привязываются в модели к точке управления. Агент, реализующий логику точки управления, может обратиться к любому из существующих в сети агентов данного типа или инициировать создание нового агента для свои нужд. Наличие агентов обеспечивающих функции передачи сигналов по управлению позволяет обеспечить унифицированный доступ к любому элементу сети агентов, подключенному к шине системных сообщений. Это позволяет повысить интегрируемость системы, предоставив внешнему программному обеспечению возможность управлять элементами системы через унифицированный интерфейс взаимодействия с агентом передачи системных сообщений.

Принципиальным отличием данного подхода является то, что, в системе, созданной по данной модели, все узлы являются одноранговыми. То есть в системе не существует специализированного узла, через который проходят все запросы, от работоспособности которого зависит работоспособность всей системы.

Реализация функциональных блоков как агентов, распределенных по сети, дает возможность повысить устойчивость работы системы, позволяя при потере соединения с частью агентов использовать агента из той их части, связь с которой не потеряна. Наличие на каждой точке управления агентов регистрации позволит обеспечить корректную работу системы при временной изоляции точки управления от системы без остановки этой точки управления.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кин Е.С. “Автоматизация автомбильных парковок” // БДИ. - 2001, №2

2. Башмаков А.И. Башмаков И.А.“Интеллектуальные информационные технологии” М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана 2005.

3. Городецкий В.И., Грушинский М.С., Хабалов А.В. Многоагентные системы (обзор) // Новости искусственного интеллекта.- 1998.-№2.-С. 64-116.