МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА

 

 
«РОЛЬ ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА СЕЛЬСКИХ ТЕРРИТОРИЙ В ОБЕСПЕЧЕНИИ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ АПК»
 
(МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ)
 
Москва 2007


УДК 338:504
Рекомендации к организации информационных потоков и хранения информации в интеллектуальных информационных системах по обеспечению экологической безопасности предприятий (ИИСЭБП)

А.Г. Шалгачёв
ФГОУ ВПО «Московский государственный университет природообустройства»,
г. Москва, Россия

In the article it is examined the concept of control of information traffics in the intellectual information systems, and also approaches to distribution and storage of ecological information in the data banks. Intellectual information system with respect to providing of ecological safety of the enterprises of regional level is examined as the utilized model. In the article the recommendations regarding the optimization of the structure of storage of ecological information are given and the basic methods of its obtaining and working are examined.

Первостепенной задачей при разработке любой интеллектуальной информационной системы для исследования и анализа в любой предметной области является определение и координация информационных потоков как поступающих в нёё из вне, так и внутри нее. В этой статье мы дадим рекомендации к организации движения информационных потоков и распределению информации для интеллектуальной информационной системы по обеспечению экологической безопасности предприятия (ИИСЭБП).
Для ИИСЭБП непосредственными источниками входной информации, являются сформированные и формирующиеся банки экологической информации, профильные базы данных учреждений, организаций и ведомств природно-ресурсного, эксплуатационно-ресурсного блока и существующей системы постоянного слежения за состоянием и загрязнением среды, должны представлять ИИСЭБП необходимую информацию по заранее оговоренным формам, параметрам, показателям. Полученная информация должна систематически, регулярно поступать из регионального информационно-аналитического центра (РИАЦ) Облкомприроды и индексироваться в зависимости от присвоенного статуса оперативной или архивной информации в банках данных РИАЦ в соответствии с определенным профилем. Архивная и оперативная информация обеспечивает функционирование блока и социально-гигиенического мониторинга, кадастров ресурсов, отделов Облкомприроды через локальную компьютерную сеть.

Параллельно информация будет поступать в рамках подсистемы экологической паспортизации от природопользователей, производственных конгломератов, деятельность которых контролируется и координируется Облкомприродой. Принимаемая информация также индексируется в соответствующие банки данных и по необходимости используется подразделениями Облкомприроды по локальной сети. Часть оперативной информации профильных отделов Облкомприроды, оседая на рабочих местах специалистов, также поступает в банки данных РИАЦ и в дальнейшем применяется при необходимости тех или иных видах работ.
Часть информации, архивируемой РИАЦ в рамках ИИСЭБП (например НИР), хранится отдельными пакетами и используется в текущей работе по мере необходимости. Работоспособность интеллектуальной информационной системы данных обеспечивается ее учредителями Областным комитетом охраны природы, на основе перманентного поступления и поиска информационных, рекламных сведений и т.д.

Вся информация, проходящая по сетям ИИСЭБП, доступна пользователям. Непосредственными потребителями выходной информации могут быть частные предприятия, использующие подключения к системе, структурные подразделения Облкомприроды, а также ведомства, государственные учреждения и организации, наделенные статусом источников входной информации; органы государственного и административного управления области, районов, предприятий и т.д.
Потенциальные пользователи (крупные производственные предприятия, ведомства, государственные учреждения и организации, средства массовой информации) получают доступ к материалам ИИСЭБП по оговоренным условиям в соответствии со сферой их интересов и компетенции ответственности.

В процессе разработки алгоритмов ИИСЭБП возникает необходимость решения некоторых проблем. Определяемые уникальностью задач информационной системы они характеризуются предельно простым формированием структуры банков данных, выходных и отчетных форм, а также функциональной организацией представления данных. Так, при возникновении потребности введения нового информационного банка данных эта проблема должна решаться без привлечения программистов и без разработки нового программного продукта. Кроме того, ответы на не стандартные запросы должен получать специалист-эксперт на рабочем месте без команды программиста в наглядном виде (деловая графика, картография и т.д.), а не только в виде текста и цифровых таблиц.
Это достигается с помощью представления банков данных в виде информационных объектов (под объектом здесь понимается совокупность данных и алгоритмов обработки информации) на основе объектно-ориентированных технологий. В этом случае обеспечивается однотипная работа с разнородной информацией. Рабочая среда специалиста представляет собой единую программу-ядро, осуществляющую поддержку работы с информационными объектами. Уникальность работы с данными определяется алгоритмами, содержащимися в самих объектах. Упрощается конструирование и модификация информационных банков. Универсальные функции сконструированы в ядре, поэтому при построении нового необходимо задать структуру хранения данных и уникальные способы их обработки. При этом в процессе эксплуатации банка данных пользователям предоставляется возможность изменения как структуры информации, так и алгоритмов ее обработки. Кроме того, передача информации возможна несколькими способами: внутри одного предприятия или организации путем посылки запроса к информационному объекту, для сторонних организаций – формированием информационного объекта (ответа на запрос) или путем прямого доступа к банку данных по защищённым каналам связи через сеть Интернет. Вместе с данными пользователь получает и алгоритмы дальнейшей обработки информации, что при наличии программы ядра исключает необходимость преобразования форматов хранения данных, а новый объект просто включается в информационный банк получателя.

Объектно-ориентированная технология облегчает создание и поддержку распределенных баз данных. Рабочая информация хранится в единственном экземпляре (не считая статистического архива), и при необходимости пользователи обращаются с запросами к информационному объекту, который обрабатывается в месте своего расположения. По этой причине исключается необходимость дублирования информационных банков для потенциальных потребителей информации, что позволяет локализовать место хранения информации и обеспечить поддержание данных в актуальном состоянии. Иными словами, реализуемый модульный принцип позволяет пользователю:
собирать из модулей любую необходимую конфигурацию системы, формировать любые выходные формы, исходя из задач, структуры и сложившейся практики рядового пользователя;
заменять устаревшие модули (в связи с заменой расчетной методики или нормативов) и расширять систему подключения новых программ;
эксплуатировать модули как автономно, так и совместно, обмениваясь информацией на дискетах или по сети.
Организация любой машинной обработки экологической информации невозможна без решения вопросов классификации и кодирования объектов и характеризующих их показателей. В проблеме создания ИИСЭБП эти вопросы еще более актуальны. Это обусловлено тем, что для нормального функционирования ИИСЭБП, в отличие от многих других информационных систем, необходима информационная база, содержащая показатели не только текущего состояния экологической среды, но и большой объем данных ретроспективного характера. Чем больше ретроспективной информации хранится в банке данных, тем больше вероятность правильного диагноза текущего состояния экологической среды предприятия и разработки модели, позволяющей интеллектуальной информационной системе управляемой экспертами уверенно прогнозировать будущие ее изменения. Однако в течение длительных исследований и анализа информации на изучаемой территории данные будут поступать из многих источников, которые, в свою очередь, использовали различные методы для их получения. По этому изменятся представления об условиях экологической ситуации, критерии качества, методы сбора информации и другие факторы, качественно влияющие на оценку экологической ситуации. Все это говорит о том, что система классификации объектов предметной области ИИСЭБП должна быть очень гибкой и позволять вводить и хранить в банке данных практически любую информацию об экологической среде, получавшуюся в разные годы на пунктах наблюдений.
Система классификации и кодирования объектов должна быть достаточно полной и обеспечивать решение всех комплексов задач ИИСЭБП.

Структура системы ИИСЭБП предполагает, что большинство задач решается на нескольких уровнях детальности. При этом, как известно, требуется различный уровень генерализации информации о состоянии экологической среды и воздействующих на нее факторах, получаемой на пунктах наблюдений.
Следовательно, система классификации и кодирования информации должна обеспечивать ввод и хранение данных в том виде, в каком они приведены в первоисточнике, а также в генерализованном представлении, необходимом для решения задач определенного типа.
Для решения большинства задач, связанных с диагностикой и прогнозированием состояния экологической среды на предприятие, необходимо установление однозначного соответствия между наборами показателей, свойств и состояния среды, координатным пространством и исследованием этих показателей. В связи с этим система ИИСЭБП должна иметь развитую систему классификации и кодирования объектов территориального деления, позволяющую осуществлять поиск, систематизацию и обработку характеризующих их данных применительно к различным масштабам исследований. При этом, необходимым условием автоматизации решения различных комплексов задач является наличие четких и однозначных правил классификации объектов, их композиции и декомпозиции.
Система классификации и кодирования должна удовлетворять другие требования, имеющие общий характер. Таким образом, по степени сложности, задача создания эффективной словарной системы приближается к задаче создания всей системы организации структуры базы данных. Поэтому на стадии проектирования банка данных этой задаче должно уделяться соответствующее внимание.
В предлагаемой концепции банка данных используется иерархическая и многоаспектная системы классификации. Иерархическая система классификации применяется в тех случаях, когда множество объектов одного типа последовательно подразделяется на более простые объекты по разработанным правилам.

Многоаспектная система классификации предполагает деление множества объектов одновременно по нескольким независимым признакам. Процесс создания словарной системы проходит в несколько стадий.
Сначала определяются общие контуры этой системы, предварительный перечень классификаторов, осуществляется поиск приемов кодирования информации. По мере отработки перечня показателей, хранимых в базе данных, работы с реальными массивами данных, извлекаемых из первоисточников, неизбежны изменения и дополнения словарной системы. При этом важно, чтобы это не приводило к необходимости повторного ввода данных в новой форме.
Одно из главных назначений словарной системы состоит в документировании данных. Так как базы данных обслуживают многих пользователей, крайне необходимо, чтобы они правильно понимали, что представляет собой каждый показатель, и придерживались выработанных соглашений о системах их классификации и кодирования. Эти соглашения в виде определений, описаний, инструкций должны быть точными, недвусмысленными и согласованными.

Словарная система ИИСЭБП является проблемно ориентированной, то есть учитывает особенности решаемых экологических задач, применяемых математических моделей природных объектов, методов получения информации в разные годы. Поэтому значительная часть классификаторов должна быть предназначена для использования в пределах системы. Это значительно упрощает, например, ввод в систему ретроспективной информации, представленной в первоисточниках в нетрадиционной форме. Кроме того, применение локальных классификаторов позволяет, как правило, сократить длину записей значений показателей и упростить их кодовые обозначения. Обмен информации с другими информационными системами в этом случае возможен через специальный интерфейс.
Система кодирования включает совокупность правил присвоения и записи кодовых обозначений информационных объектов и показателей. Система кодирования является комбинированной, основанной на совместном использовании порядковых и разрядных кодовых обозначений. При порядковой системе каждому элементу кодируемого множества присвоен номер по порядку без каких-либо пропусков, что обеспечивает минимальную длину кода. Этот метод кодирования используется для относительно небольших и простых структур, имеющих строго упорядоченный перечень элементов. В некоторых случаях допускаются пропуски в порядковой нумерации, обеспечивающие необходимый резерв емкости классификатора.

Разрядная система применяется для кодирования нескольких различных совокупностей признаков при многоаспектной классификации. Каждому классификатору присваивается его порядковый номер, являющийся в данной словарной системе уникальным. Таким образом существует ряд общих требований, которым должна удовлетворять система классификации и кодирования информации:
обеспечивать различный уровень детальности классификации и кодирования всех объектов предметной области;
быть «гибкой», то есть учитывать неформализованный характер экологической документации;
обеспечивать возможность кодирования описаний экологических и других объектов предметной области по первоисточнику;
иметь запас резервной емкости классификаторов;
обеспечивать информационную совместимость с другими информационными системами, включающими исследуемую предметную область.

В заключении следует заметить, что мы рассмотрели лишь наиболее общее представление о постановочных задачах и принципах управления информационными потоками в ИИСЭБП не в рамках одного предприятия, а регионального уровня. И мы считаем, что необходимо проведение единой политики в области охраны окружающей природной среды и поддержании на должном уровне экологической безопасности на предприятии, что и будет осуществлять экологическая интеллектуальная информационная система, которая обеспечивает унификацию программно-технических средств и перечней необходимых и учитываемых параметров, а также повышающая оперативность работ, интеллектуальное наполнение, содержание и доступность природоресурсных и природоохранных банков данных.