Многоуровневая система навигационно-информационного обеспечения органов исполнительной власти и способ её формирования и/или применения

Предлагаемая группа изобретений относится к системам поддержки принятия решения и информационно-аналитического обеспечения.

В качестве ближайшего аналога группы изобретений выбрана система автоматизированного контроля состояния потенциально опасных объектов Российской Федерации в интересах обеспечения защиты от техногенных, природных и террористических угроз, предложенная в патенте на изобретение RU 2 296 421, НИИ КС – филиал ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, опубликован 2007. В RU 2 296 421 предложена информационная система, включающая координационно-аналитический центр, федеральные, региональные и территориальные информационно-аналитические центры. Координационно-аналитический центр, федеральные, региональные и территориальные информационно-аналитические центры выполнены на принципах многоуровневой иерархической системы управления с автоматическим и автоматизированными режимами обработки, архивации и предоставления органам государственной власти сведений о состоянии потенциально опасных объектов. То есть, предложена многоуровневая система навигационно-информационного обеспечения, включающая совокупность центров мониторинга на трёх иерархических уровнях управления. В свою очередь, предлагаемое изобретение направлено на дальнейшее совершенствование информационных систем подобного типа и позволит предложить многоуровневую систему навигационно-информационного обеспечения, которая может быть применена при решении практически любого перечня задач информационного обеспечения государственного управления.

В предложенной многоуровневой системе навигационно-информационного обеспечения, включающей совокупность центров мониторинга на трёх иерархических уровнях управления, используют типовые центры мониторинга на, по меньшей мере, трёх иерархических уровнях управления, зависящий от иерархии управления в той или иной стране. Каждый уровень включает, по меньшей мере, один типовой центр мониторинга, то есть унифицированный аппаратно-программный комплекс, являющийся основой каждого иерархического уровня управления. Аппаратно-программные средства каждого типового центра мониторинга построены с использованием сервис-ориентированной инфраструктуры (SOA), общей информационной модели (CIM), веб-технологий мониторинга и управления (WBEM) и включают подсистему интеграции, подсистему мониторинга контролируемых объектов, систему управления пространственными данными, средства связи и информационного взаимодействия. То есть, предложена информационно-логическая система на базе типовых центров мониторинга, находящихся в интеграции и подчинении друг с другом, с возможностью контакта с внешними объектами. Способ формирования и/или применения предложенной многоуровневой системы навигационно-информационного обеспечения, предусматривает развёртывание и/или подключение на, по меньшей мере, трёх иерархических уровнях управления описанных выше типовых центров мониторинга.

Предложенная система поясняется структурно-функциональной схемой типового центра мониторинга.

Для расширения технологических возможностей информационных систем при решении практически любого перечня задач информационного обеспечения государственного управления предложена система информационно-навигационного обеспечения, состоящая из типовых центров мониторинга, расположенных на иерархических уровнях управления, в каждом из которых выделены аппаратно-программные комплексы целевого назначения: подсистема интеграции 1 с внешними средствами, включая типовые центры мониторинга другого уровня; подсистема мониторинга контролируемых объектов 2; система управления пространственными данными 3 с отображением результатов мониторинга на электронных картах; средства связи и информационного взаимодействия 4 (GSM модем, УКВ, транкинговая, спутниковая связь, выход в Интернет и т.п.). Каждый из типовых центров мониторинга обеспечивает (с поправкой на имеющиеся компетенции в иерархии управления) сбор, анализ и отображение сведений о стационарных и подвижных контролируемых объектов с использованием средств спутниковой навигации (ГЛОНАСС/GPS/GALILEO/BEIDOU) и связи; взаимодействие с системой высокоточного определения эфемерид и временных поправок; формирование картографической справочной информации – геоинформационных систем; сбор, анализ и отображение сведений сигналов бедствия от контролируемых объектов с применением международной спутниковой системы поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ.

Средства типовых центров мониторинга, а также выделяемых в составе центров подсистем представляют собой совокупность компьютерных средств обработки данных и формирования команд: серверов, персональных компьютеров и т.п.; средств пользовательского и межсетевого интерфейса, управляемых специалистами, обладающими необходимыми знаниями и опытом со своих рабочих мест и взаимодействующими с информационными и вычислительными ресурсами данных средств, то есть представляют собой системы «человек – машина» – системы, сочетающие деятельность человека и функционирование объекта техники, основанные на взаимодействии в соответствии с получаемой информацией с объектом управления и машиной посредством органов управления, технические особенности которых будут определяться через их функциональное назначение. Средства данных аппаратно-программных комплексов построены на архитектуре компьютерных систем на базе сервис-ориентированной инфраструктуры (SOA), а также для мониторинга и управления подвижными объектами, общей информационной модели (CIM) и веб-технологий мониторинга и управления (WBEM). Использование сервис-ориентированной инфраструктуры (SOA) обеспечивает в типовом центре мониторинга процесс обработки базы данных на уровнях сервера базы данных, сервера приложений и пользователя.

Подсистема интеграции 1 обеспечивает интеграцию множества приложений друг с другом в режиме изоляции изменений в точке интеграции каждого приложения от точек интеграции остальных приложений (точки интеграции приложений представляются в виде веб-сервисов); обеспечивается передача сообщений на собственной шине, формирование и использование правил маршрутизации, в том числе изменение маршрутов и фильтрацию сообщений на основе их содержимого, хранение и использование конфигурационной информации. В составе подсистемы интеграции возможно выделить следующие подсистемы второго уровня: подсистема хранения конфигурации; подсистема управления бизнес-правилами, включая загрузку правил на исполнение шиной; шина передачи сообщений; набор драйверов интеграции, обеспечивающий взаимодействие шины передачи сообщений с внешними интегрируемыми системами, как с помощью стандартных интерфейсов взаимодействия, так и с помощью специальных интерфейсов, реализованных во внешних системах.

Подсистема мониторинга контролируемых объектов 2 включает, по меньшей мере, асинхронный телематический сервер, сервер координатно-временного обеспечения, сервер приложений, сервер системы управления пространственными данными, маршрутизатор, сервер базы данных. Обеспечивается сбор данных с навигационных приемников; сбор показаний датчиков, подключенных к навигационным приемникам; обработка, хранение, управление (создание, хранение, редактирование) и выдача (отображение) результатов запросов с массива навигационных данных; управление правами пользователей на доступ к информации и/или функциям системы. Телематические данные от контролируемого оборудования поступают параллельно на телематический сервер (взаимодействует с сервером базы данных на основе реляционной модели данных) и сервер приложений (взаимодействует с сервером базы данных на основе объектно-ориентированной модели данных) для одновременной обработки и отправки на автоматизированное рабочее место оператора и средства хранения данных.

Система управления пространственными данными 3 включает базу пространственных данных, растеризатор (растеризация векторных карт по запросам от пользовательских приложений, растровые изображения генерируются автоматически при обработке запросов пользователей и сохраняются для дальнейшего использования без новой генерации), сервер приложений, поисковую систему, подсистему взаимодействия с внешними компонентами (обеспечивает доступ к векторным данным функциям системы и растровым изображениям карт местности через интерфейсы SOAP и REST, к тайлам с растровыми изображениями карт через интерфейс WMS TS.), автоматизированное рабочее место администратора. Сервер приложений обеспечивает геометрические действия с пространственными объектами, то есть определение пересечений, объединений, вхождений объектов, вычисление геометрических характеристик (длин, углов, площадей, расстояний между объектами), поиск ближайших объектов, сортировку по удаленности и т.п., а также набор построение оптимальных маршрутов следования, адресный поиск, определение адресов объектов, операции пикетажной адресации и т.д. Кроме того, сервер приложений обеспечивает разграничение прав доступа к информации, право на подтверждение изменений и ограничений, связанных с пространственными данными. База пространственных данных формируется на основе реляционной СУБД, снабженной пространственными расширениями, которые обеспечивают выполнение геометрических расчетов в процессе доступа к данным, реализацию пространственных индексов и средств для сортировки по пространственным характеристикам объектов, преобразование систем координат описаний объектов в условиях множественности систем координат для данных.

Работу типовых центров мониторинга на различных иерархических уровнях навигационно-информационной системы можно показать на примере типового центра мониторинга верхнего (федерального) уровня – ТЦМ-Ф, а также на примере типового центра мониторинга регионального или муниципального уровней – ТЦМ-Р.

ТЦМ-Ф либо совокупность равнозначных центров верхнего уровня представляет собой базовый элемент при развертывании многоуровневой навигационно-информационной системы; для взаимодействия ТЦМ-Ф с органами исполнительной власти может быть использована облачная среда, организованная с использованием сети Интернет. ТЦМ-Ф обеспечивает с сбор, анализ и отображение сведений о контролируемых объектах для решения задач управления органов исполнительной власти с использованием средств спутниковой навигации (ГЛОНАСС/GPS/GALILEO/BEIDOU); обеспечена интеграция центра с системой высокоточного определения эфемерид и временных поправок; обеспечен сбор информации о терпящих бедствие по данным международной спутниковой системы поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ с выдачей необходимых распоряжений. Также, ТЦМ-Ф управляет работой бортовых и индивидуальных навигационно-информационных комплексов, определяет пользовательские состояния контролируемых объектов (наличие на маршруте или на территории), формирует и контролирует маршрут движения контролируемого объекта, включая воздушные суда, включая параметры движения и техническое состояние. ТЦМ-Ф управляет разделением доступа к информации о контролируемых объектах на уровне пользователей. Навигационно-мониторинговая информация от типовых центром мониторинга нижних уровней – ТЦМ-Р поступает в ТЦМ-Ф через подсистему интеграции. Аналогично на ТЦМ-Р передаётся необходимая информация, получаемая из источников верхнего уровня государственного управления.

Множество ТЦМ-Р обеспечивают развёртывание многоуровневой навигационно-информационной системы на региональном и местном (муниципальном) уровнях и необходимую информационную поддержку соответствующих органов исполнительной власти. ТЦМ-Р получают через типовые центры мониторинга верхнего (федерального) уровня навигационную информацию; информацию о терпящих бедствие от международной спутниковой системы поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ; обеспечивает с сбор, анализ и отображение мониторинговой и управленческой информации с использованием средств спутниковой навигации (ГЛОНАСС/GPS/GALILEO/BEIDOU); формируют и передают аварийные сообщения; управляют работой бортовых и индивидуальных навигационно-информационных комплексов; определяют пользовательские состояния контролируемых объектов (наличие на маршруте или на территории), формирует и контролирует маршрут движения контролируемого объекта, включая воздушные суда, включая параметры движения и техническое состояние; обеспечивают разделение доступа к информации о контролируемых объектах на уровне пользователей. Как и было указано выше ТЦМ-Р передаёт необходимую информацию на ТЦМ-Ф, а также обменивается информацией с типовыми центрами мониторинга муниципального (регионального) и т.п. уровней.