Определение критериев оптимизации процесса передачи

Тихонов Александр Николаевич
студент группы ИС-08
Научный руководитель: Карпишук Александр Васильевич
ст. преподаватель каф. ЭИС
Московский государственный горный университет
ПОСТРОЕНИЕ СТОХАСТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ
ОПТИМИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО
МОНИТОРИНГА СЕТИ ПЛАТЁЖНЫХ ТЕРМИНАЛОВ
CONSTRUCTING OF STOCHASTIC TECHNIC MODEL
MONITORING OPTIMIZATUION OF PAYMENT TERMINALS
NETWORK
В современном мире все более динамично растёт сектор
электронных платежей. Большие очереди в банках и офисах
обслуживающих компаний вызывают сложности. Более удобно и
комфортно платить за различные услуги с помощью автоматизированных
терминалов: ведь пункты приёма платежей расположены практически
повсеместно. Это стало доступно благодаря развертыванию нового класса
взаимодействующих информационных подсистем, составляющих единую
платёжную систему.
Основными компонентами автоматизации приема платежей
являются терминалы и программное обеспечение для них. Главными
свойствами, которыми должна обладать связка «терминал – программное
обеспечение»,
являются
надежность,
безопасность,
удобство
использования.
Платёжный терминал должен обеспечивать оперативную передачу
данных на сервер системы, независимо от своего расположения. Как
правило, удаленные терминалы выходят на связь с помощью GPRSмодема, то есть, между терминалом и сервером платёжной системы
образуется медленный и нестабильный канал связи.
Без дополнительных систем мониторинга узнать о неполадке на
терминале можно будет лишь во время инкассации или замены бумаги или
при плановом техосмотре. Поэтому возникает необходимость в установке
дополнительного сервера – сервера технического мониторинга
терминалов, который должен в реальном времени собирать информацию о
состоянии программного обеспечения, периферийных устройств
терминала и качестве связи с ним.
Рис. 1. Схема проведения платежей в платёжной системе.
К целям данной научно-исследовательской работы относится
изучение статистики случаев отказа терминалов, построение модели
взаимодействия между терминалами и сервером обработки данных. На
основе этой модели можно будет найти оптимальную частоту
технического обслуживания терминалов и частоту передачи данных на
сервер с минимальными затратами.
Формула расчёта суммарных издержек:
Cобщ = Cп + Cи → min
(1)
где Сп – издержки от простоя терминала, Си – затраты на передачу
информации.
Затраты на передачу информации зависят от определяемых в этой
работе параметров передачи, таких как:
 размер пакета запросов, отправляемых на процессинговый
сервер;
 частота отправки пакетов на процессинговый сервер;
 частота отправки статуса терминала на сервер технического
мониторинга;
 способ сжатия данных;
 тарифы местных GPRS-провайдеров;
 качество связи.
Издержки от простоя терминалов зависят от следующих параметров:
 - периодичность выхода из строя периферийных устройств
терминала;
 - средняя частота платежей в точке установки терминала;
 - средняя сумма платежа в точке установки терминала;
 - частота отправки статуса терминала на сервер технического
мониторинга.
Для определения оптимальных параметров передачи информации
составлена математическая модель, работающая по принципу
стохастического программирования. Имея в качестве исходных для
расчёта данных качество GPRS-связи в точке установки терминала, время,
необходимое сервисному инженеру, чтобы добраться до неисправного
терминала, комплектацию терминала, статистические характеристики
распределения вероятности выхода элементов терминала из строя, можно
смоделировать работу терминала в течение длительного срока для разных
комбинаций параметров передачи информации.
В настоящее время, по информации, полученной из базы данных
сервера технического мониторинга, отслеживающего состояние 500
терминалов в течение пяти лет, построены распределения вероятностей
случайных величин бесперебойной работы узлов терминала.
Рис. 2. Распределение вероятности
купюроприёмником до критического сбоя.
числа
купюр,
принятых
Рис. 3. Распределение вероятности числа квитанций, отпечатанных
принтером до критического сбоя (на примере принтера Sitizen).
Рис. 4. Распределение вероятности суммы платежа.
В качестве исходных данных полученная модель принимает
найденные вероятности и эмулирует работу реального терминала. Таким
образом, можно проанализировать надёжность работы терминала с
различными периферийными устройствами. В качестве параметров обмена
информацией между платёжным терминалом и сервером технического
мониторинга системы выбраны такие как: периодичность отправки и
приёма пакетов, их состав, продолжительность автономной работы и
другие.
Рис. 5. Модель.
На выходе модели был получен график со случайными режимами
работы терминала во времени. Адекватность полученной модели
определялась с использованием контрольной подсети из 10 платёжных
терминалов
в
течении
двух
месяцев.
Расхождение
между
спрогнозированной и реально полученной величинами суммарных
издержек не превышает 5%.
Рис. 6. Пример отчёта.
Следующим шагом в научно-исследовательской работе будет
оптимизация
системы технического мониторинга сети платёжных
терминалов на основе полученной модели. Варьируемыми параметров для
решения задач оптимизации будут служить параметры обмена
информацией между терминалами и сервером технического мониторинга.
Литература
1. Медведев
А.
А.
Стохастическое
дифференциальное
моделирование сложных технических систем. – М.: Наука, 1999.
2. Невдяев Л. М. Мобильная связь третьего поколения. – М.:
МЦНТИ – Международный центр научной и технической информации,
2000.
3. Юдин Д.Б. Математические методы управления в условиях
неполной
информации:
Задачи
и
методы
стохастического
программирования. – М.: Физматлит, 2005.
Аннотация
В рамках студенческой научно-исследовательской работы автором
ведется разработка адаптивной информационной системы технического
мониторинга распределенной сети платёжных терминалов, позволяющей
минимизировать суммарный показатель недополученной прибыли от
простоя оборудования и издержек на обслуживание самой системы
мониторинга. Данная статья посвящёна первому этапу работы – выбору
критериев оптимизации и построению стохастической модели системы.
Ключевые слова
информационная
система,
платёжный
терминал,
модель,
стохастическое
программирование,
технический
мониторинг,
оптимизация, GPRS