РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ВЫБОРА ВАРИАНТОВ ПРИ СОЗДАНИИ ВЕЛОСИПЕДНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Халяфиев А.А. 1

1Набережночелнинский филиал Казанского Федерального Университета

Работа в формате PDF

1.9 MB

Сертификат участника

Комментарии

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

^Аннотация

Тема дипломного проекта: «Разработка информационной системы для выбора вариантов при создании велосипедной инфраструктуры»

Объем дипломного проекта 84 страницы, он содержит 32 рисунка, 24 таблицы, 20 источников литературы.

Ключевые слова: информационная система, моделирование, дорожная сеть, велосипед, инфраструктура, безопасность.

Объектом исследования дипломного проекта является транспортная сеть.

Предмет исследования –инфраструктура велосипедного транспорта.

Дипломный проект состоит из введения, пяти глав, и заключения.

Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, формулируются цель и задачи исследования, указывается объект и предмет исследования.

Первая глава посвящена исследованию теоретических вопросов, в ней анализируется инфраструктура велосипедных маршрутов, совершается обзор существующих решений. Также обосновывается необходимость моделирования инфраструктуры велосипедной дорожки.

Во второй главе построена концептуальная схема предметной области, разработана база данных, программный модуль, смоделирован процесс передвижения по велосипедной дорожке. Модель разрабатываемой транспортной сети выполнена с использованием программного продукта Anylogic 7.3.3, база создана с использованием СУБД Access, программный модуль для выдачи рекомендаций по инфраструктуре выполнен в Delphi 7. Также разработаны логическая и физическая модели данных.

В третьей главе проводится заполнение базы данных в результате собранных данных на каждом из семи участков транспортной сети. Создан программный модуль для расчета и вывода рекомендаций по велосипедной инфраструктуре. Совершена разработка модели существующей велодорожки и усовершенствованной модели с учетом всех недостатков выявленных в первой модели, и добавлением новых объектов инфраструктуры.

В четвертой главе определены виды информационных рисков, произведен расчет уровня уязвимости информационной системы, определен перечень контрмер и рассчитана их эффективность.

В пятой главе рассчитаны суммарные затраты на разработку, внедрение и сопровождение информационной системы, прибыль в результате использования системы и произведена оценка эффективности капиталовложений.

Заключение содержит полученные при написании дипломного проекта практические и научные результаты.

Содержание

Аннотация 4

Введение 6

1. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И РЕШЕНИЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ АНАЛИЗА И ОПТИМИЗАЦИИ ВЕЛОСИПЕДНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ 8

1.1. Анализ велосипедной инфраструктуры, основные характеристики и комплекс решаемых задач 9

1.2. Аналитический обзор существующих решений 12

1.2.1. PTV Vissim 13

1.2.2. Anylogic 15

1.2.3. AIMSUN 16

1.2.4. MXROAD 17

1.2.5. СУБД Access 18

1.2.6. WorkBench 20

1.2.7. Delphi 20

1.2.8. C# 22

1.3. Обоснование необходимости разработки информационной системы для выбора вариантов при создании велосипедной инфраструктуры. 23

1.4. Выводы по главе 25

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ВЫБОРА ВАРИАНТОВ ПРИ СОЗДАНИИ велосипедной инфраструктуры 27

2.1. Методика проектирования транспортной модели. 28

2.2. Функциональное моделирование разрабатываемой информационной системы с использованием методологии UML 28

2.3. Выбор и обоснование средств разработки информационной системы 33

2.4. Создание логической модели данных 37

2.5. Создание физической модели данных 39

2.6. Выводы по главе 43

3. РАЗРАБОТКА ИФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ВЫБОРА ВАРИАНТОВ ПРИ СОЗДАНИИ ВЕЛОСИПЕДНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ 44

3.1. Выбор компонентов информационной системы. Структура информационной системы. 45

3.2. Функции подсистем информационной системы. 48

3.3. Средства проектирования и разработки. 49

3.4. Описание программных модулей. 54

3.4.1 Программа для расчета и вывода рекомендаций 54

3.4.2 Имитационная модель Anylogic 58

3.5. Выводы по главе 60

4. ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ 61

4.1. Виды информационных рисков и методы защиты от них 62

4.2. Расчет уровня уязвимости системы и вероятности возникновения информационных угроз 63

4.3. Перечень контрмер и расчет их эффективности. 65

4.4. Выводы по главе 68

5. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ 69

5.1. Расчёт суммарных затрат на разработку, внедрение и сопровождение информационной системы для выбора вариантов при создании велосипедной инфраструктуры. 70

5.2. Расчёт прибыли в результате использования системы 72

5.3. Оценка эффективности капиталовложений 74

5.4. Выводы по главе 79

Заключение 80

Список использованной литературы 81

Введение

Актуальность данной темы определяется тем, что в условиях роста числа велосипедистов, потребность в инфраструктуре будет только расти. Для развития безопасного и комфортного передвижения существует необходимость в моделировании велосипедной дорожки с дополнительными объектами велосипедной инфраструктуры.

Активный рост двухколесного транспорта в стране, и в первую очередь велосипедов, обусловлен удобностью передвижения в пределах города, экономической и финансовой независимостью слоев общества с низким и средним уровнем достатка.

Велосипедная инфраструктура в России активно развивается: их часть в общей инфраструктуре за последние пять лет увеличилась более чем в два раза. Но, к сожалению, велосипедная инфраструктура в основном своем представлении строится неверно, в следствии чего увеличиваются затраты на не эффективные решения по развитию велосипедной инфраструктуры.

Для приблизительного представления состояния и проблем существующей велосипедной инфраструктуры используют метод имитационного моделирования. Метод представляет собой описание процессов таким образом, как бы они протекали в действительности. Это существенно уменьшает время на анализ дорожной сети, экономит человеческие и финансовые ресурсы. Но использование одной только модели недостаточно для полноценного анализа и представления рекомендаций по улучшению и развитию транспортной сети. Так же рекомендуется использовать дополнительные программные продукты для сбора, хранения и обработки данных, на основе которых производится выдача рекомендаций и разработка имитационной модели. Программный модуль для расчета и представления рекомендаций при создании велосипедной инфраструктуры использует базу данных и формулы для расчета. Вместе эти составляющие создают информационную систему.

Популярность использования велосипедной дорожной сети обеспечивается наличием основных и дополнительных объектов инфраструктуры, обеспечивающих комфортное и безопасное передвижение по всему маршруту движения.

Таким образом, поиск способов повышения и улучшения, качества и безопасности транспортной велосипедной дорожной сети, на основе применения современных методов и технологий, в условиях постоянно растущей популярности велосипедного движения крайне актуально.

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И РЕШЕНИЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ АНАЛИЗА И ОПТИМИЗАЦИИ ВЕЛОСИПЕДНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ
1. Анализ велосипедной инфраструктуры, основные характеристики и комплекс решаемых задач

Велосипеды являются одним из популярных средств передвижения во всем мире благодаря своей невысокой стоимости и независимости от природных ресурсов, что позволило им занять одно из лидирующих позиций среди двухколесного транспорта.

Велосипеды в свою очередь нуждаются в специальных объектах инфраструктуры: удобные и широкие велосипедные дорожки, информирующие знаки, опоры освещения, места отдыха со скамейками и велосипедными парковками, станции или места для технического обслуживания.

Велодорожка- это участок дорожной сети, необходимая и наиболее приспособленная для передвижения по ней исключительно на велосипедах. Движение и парковка автомобилей на велодорожке запрещены. Велосипедная дорожка физически отделена от автомобильной дорожной сети и находится на некотором расстоянии от неё, или выше автомобильной дороги. Также велосипедная дорожка может не относиться к дорожной сети. Такие велодорожки называются изолированными. Велосипедные дорожки обеспечивают высокую безопасность, поскольку они физически отделяют велосипедистов от автомобильного трафика. Тем не менее, это вовсе не означает, что велосипедные дорожки во всех случаях являются наиболее безопасным решением, и нужно сооружать их как можно больше. Следует учитывать следующие соображения. На дорогах с большим количеством примыканий второстепенных дорог и перекрёстков велосипедная дорожка, расположенная на некотором удалении от проезжей части, может быть менее безопасной, чем велосипедная полоса на той же дороге[1].

Дело в том, что велосипедная дорожка безопасна на отрезках дорог между примыканиями и пересечениями с другими дорогами (на перегонах), но более опасна на перекрёстках, примыканиях и т.п. На перегонах у велосипедистов и водителей автомобилей нет необходимости принимать во внимание присутствие на дороге друг друга, поскольку они движутся отдельно. Но на перекрёстках они встречаются, и им неожиданно приходится обращать внимание друг на друга и взаимодействовать для предотвращения возможных конфликтных ситуаций. И чем больше подобных встреч, тем выше опасность, даже если перекрёстки спроектированы правильно. Чем больше велосипедистов на дороге, тем безопаснее движение. Статистика аварий показывает, что с увеличением количества велосипедистов на дороге вероятность попасть в аварию для каждого из них уменьшается. Более того, с дальнейшим увеличением количества велосипедистов уменьшается общая аварийность по всем видам транспорта. Разделение различных транспортных средств, направленное на увеличение безопасности, имеет несколько негативных эффектов. Водители при этом оказываются менее привычны к присутствию на дороге других пользователей, обращают на них меньше внимания и в меньшей степени учитывают их при своих манёврах. Более того, такое обособление приводит к тому, что автомобили движутся с большей скоростью, а высокая скорость движения является главной причиной аварий. Политика смешения разных типов трафика, сопровождаемая мерами по ограничению скорости и улучшению визуального контакта, оказывается более успешной в обеспечении безопасности дорожного движения.

При проектировании велодорожек рекомендуется следовать ряду принципов:

Физически обособлять велосипедные дорожки от основной дороги, используя разделительные элементы или располагая велосипедную дорожку выше проезжей части, либо применяя обе эти меры.
В случае двухстороннего велосипедного движения, предусмотрите центральную разделительную линию разметки. Если же дорожка предназначена для совместного движения велосипедов и мопедов, разделительная линия обязательна.
Необходимо использовать твёрдое дорожное покрытие (асфальт или бетон).
Желательно использовать цветное покрытие, обычно красное (в некоторых случаях это может быть обязательно). Иногда также используется покрытие синего цвета.
Велосипедная дорожка на пересечениях и перекрёстках должна иметь такую же приоритетность проезда, что и основная дорога. Если велосипедная дорожка является «главной» по отношению к пересекаемой дороге, то на пересечении должно быть продолжено покрытие, используемое на велодорожке
Если дорожка также используется пешеходами, и количество велосипедистов или пешеходов (или и тех и других) достаточно велико, необходимо предусмотреть тротуар или отдельную дорожку для пешеходов.
Минимальная рекомендованная ширина односторонней велосипедной дорожки два метра.
У велосипедистов должна быть возможность ехать рядом. Для каждого велосипедиста требуется как минимум 90 см ширины дорожки. Это значение учитывает виляние велосипедов на дороге и необходимую дистанцию до краёв дороги и препятствий. Вследствие физического отделения дорожки от автодороги, велосипедистам однозначно необходимо пространство для обгона.
Ширина в два метра позволяет велосипедистам периодически обгонять других велосипедистов при интенсивности движения не более 150 велосипедистов в час (в час пик).
Для более интенсивного потока с частыми обгонами рекомендуется увеличить ширину до четырех метров.

Одним из важных объектов велосипедной инфраструктуры так же являются зоны отдыха. Они представляют собой выделенные места по ходу движения велосипедистов с одной из сторон велосипедной дорожки. Такие места оборудованы парковками для велосипедов и скамейками для велосипедистов[2].Помимо стандартных объектов велосипедной инфраструктуры имеет место установки специальных мест- станций технического обслуживания велосипедов, оборудованных специфичными инструментами для ремонта велосипедов.

1. Аналитический обзор существующих решений

Развитие информационных технологий шагнуло далеко вперед в моделировании улично-дорожной сети(далее УДС). Уже несколько десятилетий специалисты нуждаются в программных продуктах для компьютерного моделирования транспортных сетей с использованием 3D визуализации выполненных моделей УДС.

Как только люди столкнулись с проблемами безопасного и комфортного передвижения, с тех пор и начался этот процесс, постоянного усовершенствования существующих дорог, для движения автомобилей, велосипедов и пешеходов, c добавлением новых объектов инфраструктуры. Все эти действия можно проделать и вручную, т.е. вести расчеты количества, времени и расстояния по опросам, самим вести сбор аналитической информации. Это в свою очередь приводит к большим потерям временных и финансовых ресурсов, требуется привлекать много человеческих ресурсов. Но некоторые проблемы нельзя увидеть сразу, зато их с легкостью можно обнаружить при моделировании через специальные программы.

Они позволяют в разы сократить человеческие, финансовые и временные траты. Существуют разнообразные программы для моделирования УДС. Кроме этого для создания полноценной информационной системы необходимо использовать базу данных и объектно-ориентированных язык программирования.

1. 1. PTV Vissim

PTV Vissim - это один из модулей для разработки модели транспортной инфраструктуры профессионального программного продукта VisSim, который представляет собой визуальный язык программирования, используемый для моделирования динамических систем и проектирования. Программа имеет довольно не сложный интерфейс, который позволяет приступить к работе спустя тридцать минут.

PTV Vissim может не только моделировать движение транспорта и пешеходов, но и любых других видов транспорта, таких как: самолеты, морские суда, железнодорожный транспорт; а так же является незаменимым инструментом при анализе решений по планированию движения. Основной модуль PTV Vissim включает в себя следующие возможности:

Ввод исходных данных
Моделирование с помощью статического распределения маршрутов дорожной сети
Анализ УДС
Визуализация транспортных потоков и запись 3D видероликов.

Но, так же могут использоваться и дополнительные модули, такие как:

Мезомоделирование- представляет собой создание модели с более низким уровнем детализации для создание масштабных моделей УДС, которое включает в себя динамическое распределение, показывающее выбор маршрутов с учетом времени, скорости и расстояния впути.

Так же водители запоминают маршруты движения в предыдущих моделях и в следующих движутся уже по «опыту».

Моделирование пешеходов Viswalk- этот модуль позволяет моделировать логическую структуру движения, с множествами жизненных ситуаций, в том числе и взаимодействия с транспортом, включающую до десяти тысяч пешеходов.
Атрибутика BIM для Viswalk- позволяет расширить функции модуля Viswalk и позволяет более детально проводить имитацию моделирования пешеходного движения.
Оптимизация работы светофоров Vissig- это расширенный графический редактор времени сигналов для оптимизации работы светофоров.
Адаптивное управление светофорами Vap/VisVap- служит для программирования этапов управления сигналами, приводящие в движения транспортные средства.
Адаптивное регулирование Balance- позволяет тестировать алгоритмы отдельно взятых участков улично-дорожной сети Vissim.
Управление логикой светофоров RBC- отдельный специальный модуль используемый для управления логикой переключения световых индикаций светофоров.
Визуализация 3D пакет- необходим для создания несложных 3D элементов и импортирования различных видов 3D моделей из других программ трехмерного моделирования.
Экологий EnViVerPro- служит для расчета вредных выбросов в атмосферу при использовании в модели различных видов транспорта, включая велосипеды, а также пешеходов[3].

PTV Vissim распространяется платно и имеет ограниченную 45 минутную версию для ознакомления.

1. 1. Anylogic

Anylogic 7.3.3 представляет собой программный продукт для имитационного моделирования, содержащий множество библиотек для разработки модели и максимально приближенной к реально существующим объектам с их характеристиками. Данный программный продукт является одним из простых и полнофункциональных систем для моделирования транспортной и производственной сетей.

Система Anylogic 7.3.3 позволяет разработчику смоделировать любые реальные ситуации, начиная с транспортной сети и заканчивая социальными и медицинскими экспериментами. Программа представляет следующие виды библиотек для разработки необходимой модели:

Моделирование процессов- это библиотека позволяющая использовать процессный подход, т.е. моделирование объектов реального мира.
Пешеходная библиотека является набором логики, которая свойственна пешеходам, при этом каждый пешеход может обладать уникальными характеристиками.
Автомобильная библиотека симулирует поведение автомобилей на дороге, остановка перед стоп линией, проезд нерегулируемых перекрестков и многое другое.
Железнодорожная – имитирует движение железнодорожного транспорта с множеством настроек
Системная динамика- представляет собой динамические процессы, которые могут происходить в модели
Агенты- это главный инструмент начала работы в агентном моделировании.
Диаграмма состояний позволяет определенным агентам задать любое состояние из реальной жизни, например, усталость.
Диаграмма действий- решает проблему с индивидуальными необходимыми действиями определенных агентов в заданный момент времени или при выполнении каких-то условий, включая так же и расписание
Презентация- один из главных атрибутов модели, с ее помощью можно посмотреть работоспособность модели
3D объекты- это объемные пространственные фигуры необходимые для создания 3Dпрезентаций
Разметка пространства- позволяет двигаться агентам строго по этим линиям или в их пределах
Статистика – позволяет воспринять информацию не только визуально, но и в виде цифр
Диаграммы- позволяют получить наглядную статистическую информацию в виде цифр и графической информации
Элементы управления- это специальные элементы управления, помещаемые на поле модели и служат для дальнейшего использования[4].

Anylogic 7.3.3 является платным программным продуктом, но имеет бесплатную, неограниченную по функционалу образовательную версию.

1. 1. AIMSUN

AIMSUN- является полнофункциональным набором инструментов анализа улично-дорожной сети, используемый для детального моделирования условий и требований к деятельности в сфере транспорта. Программа использует статистическое и динамическое моделирование.

Micro/Meso-использует принципы имитационного моделирования на микроуровне, благодаря которому в процессе имитации непрерывно моделируется движение каждого автомобиля в пределах дорожной сети с учетом заранее заданных моделей поведения на каждом участке пути и всей дороги в целом.

Macro- это компонент, решающий задачи транспортного планирования и анализа, в основе которого лежит аналитика, спроектированная на практике.

Планировщик- использует четырех уровневое планирование улично-дорожной сети. Производится распределение заданий между пользователями, поддерживается анализ требований и взаимный обмен моделями сети и сопутствующими данными о транспортном движении. Идет упрощение работы с макро- и микроанализом транспортной модели[5].

Рисунок 1.1 - Четырех уровневое планирование

AIMSUN распространяется по платной подписке, но имеет пробную версию ограничением на тридцать дней и в ней отсутствует часть важного функционала, такого как: сохранение, изменение базы данных и отсутствие функции добавления своих скриптов.

1. 1. MXROAD

MXROAD- программа, разработанная компанией Bentley Systems Incorporated. Программный продукт позволяет спроектировать дорожную сцену из существующих и предполагаемых к постройке. В ней можно построить любую дорогу с всевозможными уклонами и на любой местности, в точности спроектировав все благодаря мощным инструментам, в том числе и 3D визуализации. Кроме этого программа позволяет инженерам без особых усилий создавать чертежи на основе их 3D моделей.

MXROAD обладает следующими возможностями:

создание и анализ цифровой модели рельефа
прокладывание маршрута
проектирование дорог и развязок
проектирование систем дождевой канализации
вычисления расхода и объема
создание документов 2D
интеграция с Google Earth
автоматическое создание проектной документации[6].

MXROAD распространяется платно и не имеет бесплатной версии.

1. 1. СУБД Access

СУБД Access представляет собой реляционную систему управления базами данных. Все составляющие базы данных, такие, как таблицы, отчеты, запросы, формы и объекты, в Access хранятся в едином дисковом файле, который имеет расширение .mdb или .accdb. Основным структурным компонентом базы данных является таблица. В таблицах хранятся вводимые данные. Каждая таблица состоит из столбцов, называемых полями, и строк, называемых записями. Каждая запись таблицы содержит всю необходимую информацию об отдельном элементе базы данных. Существует три принципиальных отличия между СУБД и табличными процессами:

Все СУБД разрабатываются с целью обеспечения обработки больших объемов информации, чем тем, с которыми справляется электронная таблица.
Базы данных могут легко связать несколько таблиц, так что для пользования они буду представляться единой таблицей.
Базы данных минимизируют общий объем самой базы данных.

Основные функции СУБД:

Создание базы данных в виде файлов на внешнем носителе.
Загрузка и редактирование базы данных.
Сохранение базы данных при изменении структуры и содержимого базой данных.
Поиск информации в базе данных по запросу.
Формирование отчетов позволяющих, представить информацию в упорядоченном виде.
Обеспечение целостности данных.
Обеспечение безопасности за счет шифрования данных, защиты паролем, разграничение уровней доступа.
Для реализации перечисленных функций имеются следующие средства:
Средства описания структуры базы данных.
Средства создания запросов для выборки данных при заданных условиях.
Средства конструирования экранных форм, предназначенных для ввода данных, просмотра и их обработки в диалоговом режиме.
Средства создания отчетов для вывода на печать результатов обработки.
Языковые средства, которые используются для реализации нестандартных алгоритмов обработки данных.
Средства создания приложения пользователя, позволяющие объединить различные операции работы с базой данных в единый технологический процесс.

Основные характеристики СУБД Access:

Обладает всеми достоинствами Windows технологий.
В Access таблицы формы запросы и отчеты хранятся в общем файле базы данных.
В состав Access включен ряд специальных программ, таких как конструкторы и мастера.
В Access имеется аппарат, который называется «построитель выражений».
В Access имеется язык программирования VBA.
Имеется одновременный доступ нескольких пользователей к общей базе данных.
В Access имеются средства, необходимые для работы с другими базами данных различных форматов[7].

СУБД Access распространяется платно, но имеет пробную версию действием на 60 дней.

1. 1. WorkBench

WorkBench- это программа для администрирования и разработки баз данных. Включает в себя следующие функции: возможность представить модель БД в графическом виде, а также редактирование данных в таблице. Так же включает:

наличие простого и функционального механизма по созданию связей между полями таблиц, среди которых реализована связь «многие-ко-многим» с возможностью создания таблицы связей;
функцию Reverse Engineering позволяющая восстанавливать структуру таблиц и связей из той, которая была реализована ранее и хранится на сервере БД;
наличие редактора SQL-запросов, который дает возможность при отправке на сервер получать ответ в табличном виде и другие возможности[8].

WorkBench распространяется платно, не имеет пробной версии.

1. 1. Delphi

Delphi- представляет собой структурированный объектно-ориентированных язык программирования, используемый в программном продукте Borland Delphi 7, служащий для создания прикладного программного обеспечения. При создании языка не ставилась задача обеспечить максимальную производительность исполняемого кода для экономии оперативной памяти. Изначально, язык должен был иметь высокую читаемость, поскольку был предназначен для обучения дисциплине программирования. Изначально, язык ставил во главу угла стройность и высокую читаемость, поскольку был предназначен для обучения дисциплине программирования. Эта изначальная стройность, в дальнейшем, как по мере роста аппаратных мощностей, так и в результате появления новых парадигм, упростила расширение языка новыми конструкциями.

Delphi имеет следующую систему типов:

целочисленные, знаковые, и беззнаковые: Byte, Shortint, Word, Smallint, Cardinal,Integer, UInt64, Int64;
Типы-перечисления, задаваемые пользователем;
Вещественные типы Single, Double, Extended, унаследованный тип Real, работающий в режиме целочисленной эмуляции. Тип вещественное фиксированной точности;
Строки. Тип автоматический распределяемый в памяти, с подсчётом ссылок и парадигмой Copy-On-Write. В поздних версиях Delphi символы двухбайтные, Unicode-совместимые. AnsiString — аналогичная реализация для строк с шириной символа в один байт. Такие строки содержат в служебном поле информацию о кодировке. Допускается использование примитивных строковых типов;
Массивы. Одномерные, многомерные фиксированной длины, а также подобные им динамические, с подсчётом ссылок;
Множества, состоящие из элементов типа-перечисления. Максимальный размер такого перечисления — 256 элементов;
Записи. Структурный (value) тип без поддержки наследования. Начиная с Delphi 2006 добавлена поддержка инкапсуляции, методов, свойств. Перегрузка операторов;
Классы и обобщённые классы (generics). Неявно-ссылочный тип. Поддержка инкапсуляции, наследования, полиморфизма, в том числе виртуальных конструкторов, атрибутов, обобщённых параметров для класса и отдельных методов, а также диспетчеризации методов по индексу. Класс может реализовать один или несколько интерфейсов, в том числе опосредованно, делегируя реализацию интерфейса свойству или полю. Множественное наследование не поддерживается. В Delphi класс является неявным ссылочным типом;
Указатели на функции и методы, а также указатели на анонимные функции;
Типы-метаклассы, содержащие указатель на тип объекта (но не сам объект). В основном введены для реализации виртуальных конструкторов и автоматической сериализации;
Интерфейсы. COM-совметимые (в Windows-компиляторе), унаследованные от одного предка. Множественное наследование не поддерживается;
Диспинтерфейсы, для работы с интерфейсами IDispatch в режиме позднего связывания[9].

1. 1. C#

C#- объектно-ориентированный язык программирования, который разрабатывался как язык прикладного уровня для CLR и, как таковой, зависит, прежде всего, от возможностей самой CLR. Это касается, прежде всего, системы типов C#, которая отражает BCL. Присутствие или отсутствие тех или иных выразительных особенностей языка диктуется тем, может ли конкретная языковая особенность быть транслирована в соответствующие конструкции CLR. Так, с развитием CLR от версии 1.1 к 2.0 значительно обогатился и сам C#; подобного взаимодействия следует ожидать и в. CLR предоставляет C#, как и всем другим .NET-ориентированным языкам, многие возможности, которых лишены «классические» языки программирования. C# относится к семье языков с C-подобным синтаксисом, из них его синтаксис наиболее близок к C++ и Java. Язык имеет строгую статическую типизацию, поддерживает полиморфизм, перегрузку операторов, указатели на функции-члены классов, атрибуты, события, свойства, исключения, комментарии в формате XML. Переняв многое от своих предшественников — языков C++, Delphi, Modula и Smalltalk — С#, опираясь на практику их использования, исключает некоторые модели, зарекомендовавшие себя как проблематичные при разработке программных систем: так, C# не поддерживает множественное наследование классов (в отличие от C++) или вывода типов[10].

1. Обоснование необходимости разработки информационной системы для выбора вариантов при создании велосипедной инфраструктуры.

Ежегодное увеличение количества велосипедистов требует параллельного развития велосипедной инфраструктуры. Постройка такой инфраструктуры отличается от автомобильной или пешеходной. Но чаще всего существуют затраты на не эффективные решения по развитию велосипедной инфраструктуры. Так как сейчас для постройки или усовершенствования велосипедной дорожной сети в основном используют минимум проверочной информации, то нужно прибегать к дополнительным мерам и мероприятиям, таким как:

Проведение опросов среди велосипедистов и жителей города на факт того, где необходимо построить или увеличить ширину дорожки, добавить полосы движения, добавить зоны отдыха и ремонта.
Провести анализ существующей инфраструктуры на выбранном участке транспортной сети
Выполнить качественные расчеты средних значений: количества велосипедистов по будним и выходным, ширине необходимых дорожек, количества и необходимости установки зон отдыха и ремонта, расстояния до усталости и до технической неисправности велосипедов, а так же времени, необходимого на отдых и ремонт.
Разработать имитационную модель с расположением объектов велосипедной инфраструктуры выбранного участка, а так же использования полученных результатов средних значений.

Помимо всего этого потребуется значительное количество человеческих ресурсов для анализа инфраструктуры, проведения опросов; финансовых ресурсов для оплаты труда, временных ресурсов для проведения сопутствующих мероприятий.

Для экономии финансовых, человеческих и временных ресурсов необходимо разработать информационную систему для выбора вариантов для создания велосипедной инфраструктуры. Чтобы создать полноценную информационную базу необходимо использовать три программных продукта:

СУБД Access- здесь будут собираться и храниться данные полученные после опросов и наблюдений выбранной дорожной сети длиной девять тысяч четыреста метров, проходящей по пути: остановка Проспект Чулман - проспект Чулман - остановка Боровецкая церковь - Боровецкий бульвар- улица Шамиля Усманова- остановка 51-й комплекс- улица Татарстан- остановка Улица Татарстан - проспект Сююмбике - остановка Центр- проспект Хасана Туфана - остановка Проспект Чулман[11].

Delphi 7- служит для обработки данных хранящихся в СУБД Access. Так же, будет рассчитывать и выводить рекомендации по выбранным участкам велосипедной дорожной сети, из которой можно узнать следующую информацию:

Ширина велодорожки
Пропускная способность велосипедной дорожки на каждом участке ее пути
Среднее количество велосипедов в будние и выходные дни
Средняя скорость велосипедистов на каждом участке пути
Среднее расстояние, при достижении которого наблюдается усталость велосипедистов и требуется ремонт велосипедов
Среднее время, необходимое для отдыха велосипедистам и ремонта велосипедов
Оптимальное количество зон отдыха и ремонта на каждом участке велосипедной дорожной сети
Среднее время, необходимое для отдыха и ремонта в специальных зонах

Anylogic 7.3.3- среда имитационного моделирования для разработки модели транспортной сети в двух вариантах: существующая и измененная, согласно рекомендациям полученными от программного модуля написанного на Delphi7.

После создания двух имитационных моделей будет возможность наглядно определить разницу между моделями существующей транспортной сети и сети построенной с полученными рекомендациями.

4. Выводы по главе

Настоящий дипломный проект посвящен рассмотрению вопросов, связанных с разработкой информационной системы для выбора вариантов при создании велосипедной инфраструктуры.

Перейдем теперь к рассмотрению предмета, объекта, цели и задач настоящего дипломного исследования.

Предмет настоящего исследования – это процесс изучения проблем существующей велосипедной инфраструктуры.

Объект исследования – это велосипедная дорожная сеть.

Цель дипломного исследования – это уменьшение затрат на не эффективные решения по разработке велосипедной инфраструктуры.

Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие задачи:

Выбрать один из популярных и замкнутых велосипедных маршрутов г. Набережные Челны;
Определить виды, размеры и места расположения объектов велосипедной инфраструктуры;
Выбрать параметры: движения, физического состояния велосипедистов и технического состояния велосипедов;
Выбрать подходящие программы для разработки информационной системы;
Разработать базу данных с структурированной и проанализированной информацией;
Создать программный модуль для обработки данных с БД, расчет и вывод рекомендуемых параметров объектов транспортной сети;
Смоделировать объекты велосипедной инфраструктуры выбранного маршрута с учетом их местоположения, размеров и масштаба;
Смоделировать встречное движение по велосипедной дорожке;
Имитировать усталость велосипедистов;
Смоделировать случайные поломки велосипедов;
Смоделировать зоны отдыха и ремонта для велосипедистов;
Обнаружить места наибольшего скопления велосипедистов;
Провести анализ выявленных проблем;
Использовать рекомендации для решения выявленных проблем;
Смоделировать существующую велосипедную дорожку с рекомендуемыми параметрами велосипедной дорожной сети.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ВЫБОРА ВАРИАНТОВ ПРИ СОЗДАНИИ ВЕЛОСИПЕДНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ
1. Методика проектирования транспортной модели.

Проектирование модели велосипедной инфраструктуры должно складываться исходя из необходимости обеспечения безопасности и комфорта передвижения по ним велосипедов. Необходимо учитывать так же и состояние самих велосипедистов, а так же предполагать возможность случайной неисправности во время движения, что в свою очередь приводит к нарушению фактического безопасного передвижения других участников велосипедной дорожной сети.

Рисунок 2.1 - Концептуальная модель.

1. Функциональное моделирование разрабатываемой информационной системы с использованием методологии UML

Построение контекстных диаграмм на этапе анализа требований к информационной системе позволяет описать объекты, с которыми модель должна взаимодействовать, события, происходящие при этом взаимодействии, и сообщения, которыми обмениваются модель и внешние объекты[12].

Применительно к модели велосипедной инфраструктуры можно выделить следующие внешние данные:

Объекты существующей велосипедной инфраструктуры на выбранном маршруте
Количество велосипедистов в будние и выходные дни
Среднее расстояние, при котором наиболее часто устают велосипедисты и ломаются велосипеды
Среднее время отдыха и ремонта
Инженер-программист

Контекстная диаграмма взаимодействия системы с внешними объектами представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Контекстная диаграмма взаимодействия системы с внешними объектами.

Диаграммы вариантов использования представляют собой одно из средств описания реакции системы на определенные внешние события и являются детализацией контекстных диаграмм, рассмотренных выше. Для выявления вариантов использования следует пытаться отвечать на вопросы типа:

1. Каковы цели создания системы?

2. Каковы наиболее важные функции системы?

3. Каковы дополнительные функции системы?

4. Как функционировала аналогичная система предыдущего поколения?.

На рисунке 2.3 представлена диаграмма вариантов использования модели.

Рисунок 2.3 – Диаграмма вариантов использования.

Последовательные диаграммы описывают сценарии как последовательности передаваемых и принимаемых сообщений между объектами.

Последовательные диаграммы позволяют специфицировать временные требования к сообщениям и переходы объектов из одних состояний в другие под действием сообщений.

Описание сценария проведения аттестации, выполненное в терминах последовательной диаграммы, представлено на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4– Последовательная диаграмма.

Диаграммы активности приближают нас к построению алгоритмов функционирования системы. Диаграммы активности могут строиться с разной степенью детализации, иметь вложенные состояния и отражать определенные стороны функционирования системы[13].

Диаграмма активности системы 6 участка представлена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 – Диаграмма активности.

1. Выбор и обоснование средств разработки информационной системы

Для разработки базы данных рассматривались две программы, такие как: СУБД Access и Workbench.

СУБД Access представляет собой реляционную систему управления базами данных. Основным структурным компонентом базы данных является таблица. В таблицах хранятся вводимые данные, каждая состоит из столбцов, называемых полями, и строк, называемых записями. Каждая запись таблицы содержит всю необходимую информацию о каждом элементе базы данных. Объектами базы данных являются:

Workbench- представляет собой разработку и администрирование баз данных. Программный продукт был разработан компанией Sun Systems. MySQL Workbench распространяется под свободной лицензией — Community Edition и с ежегодной оплачиваемой подпиской — Standard Edition. Последняя включает в себя дополнительные возможности, которые способны существенно улучшить производительность, как разработчиков, так и администраторов баз данных.

В таблице 1 приведена сравнительная характеристика программных продуктов для создания баз данных СУБД Access и Workbench.

Таблица 2.1–Сравнение двух программных продуктов для создания БД.

Критерии	СУБД Access	Workbench
Разработчик	Microsoft (США)	Sun System(США)
Язык программирования	Формальный, ООП, SQL, VBA	Формальный, SQL
Стоимость лицензий за рабочее место, долларов	52	150
Trial версия	Ограничена, время 1 месяц	Неограниченная
Требования	Платформы: Windows, Mac OS, Linux	Платформы: Windows, Mac OS, Linux
Функционал
Создание: таблиц	+	+
запросов	+	+
Отчетов	+	+
Макросов	+	-
Форм	+	-
Возможности
Ручная разработка	+	+
Автоматизированная разработка	+	+
Автоматическая разработка	+	+
Графическое представление данных	+	-
Проектировочный режим работы	+	+
Пользовательский режим работы	+	+
Поддержка
Обновление	Автоматически	Автоматически
Поддержка языков	Для каждой страны отдельная локализация	Для каждой страны отдельная локализация
Создание доработок	SQL, VBA	SQL

Для обработки информации хранящейся в базе данных были рассмотрены несколько языков объектно-ориентированного программирования, такие как:

Delphi-структурированный, объектно-ориентированный язык программирования со строгой статической типизацией переменных. Основная область использования - написание прикладного программного обеспечения.

В таблице 2.2 приведена сравнительная характеристика языков объектно-ориентированного программирования для создания программного модуля Delphi и C#.

Таблица 2.2- Сравнение двух программных продуктов для создания программы по расчету и рекомендациям.

Критерии	Delphi	C#
Разработчик	Apple (США)	Microsoft(США)
Язык программирования	ООП	ООП
Стоимость лицензий за рабочее место, долларов	52	150
Trial версия	Ограничена, время 1 месяц	Неограниченная
Требования	Платформы: Windows, Mac OS, Linux	Платформы: Windows, Mac OS, Linux
Функционал
Абстракция данных	+	+
Инкапсуляция	+	+
Наследование	+	+
Полиморфизм подтипов	+	+
Класс	+	+
Объект	+	+
Возможности
Компиляция	+	+
Управление доступом	+	+
Показ ошибок	+	+
Поддержка
Справочник	+	+
Электронная почта (e-mail)	+	+
Обновление	Автоматически	Автоматически
Поддержка языков	Для каждой страны отдельная локализация	Для каждой страны отдельная локализация
Создание доработок	SQL, VBA	SQL
Техническая поддержка	+	+
Форум пользователей	+	-

Существует несколько наиболее подходящих программ для моделирования инфраструктуры и логики движения транспорта и дорожной сети. Это такие программы, как Anylogic, PTV Vissim.

Так же имеется среда объектно-ориентированного программирования java, в которой можно изменить существующий код объектов или создать свой.

В таблице 2.3 приведена сравнительная характеристика программного продукта Anylogic и PTV Vissim.

Таблица 2.3 – Сравнение двух программных продуктов для имитационного моделирования

Критерии	Anylogic	PTV Vissim
Разработчик	TheAnyLogicCompany(Россия)	Visual Solution(США)
Язык программирования	Графический, Java SE	Графический, C
Мультидоступ к модели	нет	нет
Стоимость лицензий за рабочее место, долларов	1500	1870
Trial версия	Не ограничена, время анимации модели 60 минут	Время работы 45 минут
Возможность удаленного использования	нет	нет
Требования	Платформы: Windows, Mac OS, Linux	Платформы: WindowsСУБД: MS SQL, Oracle
Тип моделирования
Функционал
Транспортное моделирование	+	+
Моделирование процессов	+	-
Моделирование потоков	+	-
Системная динамика	+	-
Возможности
Библиотека пешеходов	+	+
Библиотека автомобилей	+	+
Библиотека железнодорожного транспорта	+	+
Библиотека экологии	-	+
Адаптивное управление светофорами	-	+
Адаптивное регулирование	-	+
Диаграмма действий	+	-
Диаграмма состояний	+	-
Разметка пространства	+	+
ГИС	+	+
Статистика	+	+
Диаграммы	+	-
Элементы управления	+	+
Внешние данные	Excel, СУБД Access	-
Презентация	+	+
3D объекты	+	+
Поддержка
Справочник	+	+
Подсказки	+	+
Электронная почта (e-mail)	+	+
Обновление	Автоматически	Автоматически
Локализация	+	+
Доработка	+	+
Гибкость	+	-
Поддержка языков	Для каждой страны отдельная локализация	Для каждой страны отдельная локализация
Создание доработок	Java SE	Собственный язык visim
Создание модели	Параметризация, программирование	Параметризация, программирование

В результате сравнения программ, наиболее подходящей для хранения данных, подходит СУБД Access, для сбора и обработки данных- Delphi 7, а для проектирования модели велосипедной инфраструктуры оказался программный продукт Anylogic.

1. Создание логической модели данных

Логическая модель данных является визуальным графическим представлением структур данных, их атрибутов и связе. Логическая модель данных системы хранения данных представлена на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - Логическая модель данных.

Логическая модель транспортной сети представляет собой графическое представление структуры данных и их связей. Она включает в себя логику и модель поведения следующих объектов:

Расположение и движение на велосипедной дорожке
Движение велосипедов
Столкновение
Очередь
Усталость велосипедистов
Процесс отдыха и ремонта
Случайная поломка велосипедов
Зависимость модели от типа дня

Рисунок 2.6 - Схема структуры движения велосипедистов

Рисунок 2.7 - Диаграмма состояния велосипедистов

Рисунок 2.8- Диаграмма состояния поломок велосипедов

1. Создание физической модели данных

Физическая модель-это информация, представленная инструментами определенной СУБД. Отношения, которые разрабатывались на этапе создания логической модели (далее ЛМ) данных, превращаются в таблицы, атрибуты становятся столбцами, для ключевых атрибутов создаются уникальные индексы, домены преображаются в типы данных[14]. Таблицы, определенные в ЛМ данных с описанием реквизитов показаны на рисунках 2.9-2.13.

Рисунок 2.9- Таблица «Инфраструктура»

Рисунок 2.10 - Таблица «Тип дня»

Рисунок 2.11 - Таблица «Велосипедисты»

Рисунок 2.12 - Таблица «Параметры»

Рисунок 2.13 - Таблица «Значения»

Вторым этапом была обработка и выполнения расчетов значений БД для представления рекомендаций по велосипедной инфраструктуре. Программа была написана на языке ООП Delphi в программном продукте Delphi7. Программа позволяет вводить данные и получать рекомендации при выборе велосипедной инфраструктуры. Форма для расчета значений представлена на рисунке 2.14.

Рисунок 2.14 – Программа для расчета и вывода рекомендаций

Третьим этапом было соединение базы данных с полученными значениями к имитационной модели Anylogic. Сначала была смоделирована первая модель велосипедной дорожной сети, разделенная на семь участков:

Остановка Проспект Чулман - проспект Чулман-ост.48-й комплекс. Длина 2760 м.
Остановка 48-й комплекс - проспект Чулман - ост. Боровецкая церковь. Длина 1360 м.
Боровецкий бульвар-улица Шамиля Усманова. Длина 467 м.
Остановка Боровецкий бульвар-ост.51-й комплекс. Длина 404 м.
Остановка 51-й комплекс – улица Татарстан- ост. ул. Татарстан. Длина 412 м.
Остановка ул. Татарстан – проспект Сююмбике - ост. Центр. Длина 3377 м.
Остановка Центр – проспект Хасана Туфана - ост. проспект Чулман. Длина 624 м[11].

Затем была смоделирована вторая модель с учетом рекомендаций, полученных в результате использования программного модуля для расчета параметров.

Движение по участкам организовано с учетом подъемов и спусков по участкам дороги, благодаря изменениям скорости передвижения по данным направлениям. Так же была разработана диаграмма состояния физического состояние велосипедистов и техническое состояние велосипедов. Диаграмма состояний усталости представлена на рисунке 2.15

Рисунок 2.15 - Состояние «Отдохнувший».

Диаграмма состояний поломок представлена на рисунке 2.16

Рисунок 2.16 - Состояние «Уставший».

1. Выводы по главе

В данной главе была построена концептуальная модель предметной области. Далее были выбраны объекты и инструменты, с помощью которых была разработана информационная система, включающая в себя базу данных, программный модуль и имитационную модель.

В качестве средств разработки информационной системы для выбора вариантов при создании велосипедной инфраструктуры были выбраны программы СУБД Access, Anylogic 7.3.3. , язык программирования Delphi.

В данной главе была разработана логическая и физическая модель данных для дальнейшей разработки информационной системы.

РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ВЫБОРА ВАРИАНТОВ ПРИ СОЗДАНИИ ВЕЛОСИПЕДНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

1. Выбор компонентов информационной системы. Структура информационной системы.

При решении задачи с использованием ЭВМ требуются следующие компоненты:

исходная информация в виде базы данных;
алгоритм решения задачи, реализованный в виде программы;
алгоритм имитационной модели в двух вариантах
ЭВМ, как исполнитель алгоритма;
пользователь

На рисунке 3.1 приводятся основные компоненты ИС модели велосипедной инфраструктуры.

Рисунок 3.1 – Компоненты информационной системы

Для работы с СУБД Access рекомендуемая конфигурация компьютера, приведена в системных требованиях и имеет следующие характеристики, приведенные в таблице 3.1[16].

Таблица 3.1 - Системные требования к CУБД Access.

Компонент	Требования
Операционная система	Windows XP с пакетом обновления 3 (SP3) Windows Vista с пакетом обновления 1, Windows 7,8,10
Процессор	Процессор с тактовой частотой 500 МГц или выше
Память	ОЗУ объемом 256 МБ или больше.
Жесткий диск	2 ГБ свободного дискового пространства
Монитор	Монитор с разрешением 1024 х 768 или выше.
Дополнительные программы	Microsoft Windows Server 2003, Internet Explorer 6, Microsoft .NET Framework 3.5.

Для работы с языком объектно-ориентированного программирования Delphi рекомендуемая конфигурация компьютера необходимая для работы программы, приведенная в системных требованиях и имеет следующие характеристики, приведенные в таблице 3.2[17].

Таблица 3.2- Системные требования к Delphi 7

Компонент	Требования
Операционная система	Microsoft Windows XP, 2000, 98, 7, 8, 8.1, 10
Процессор	Intel Pentium 233 МГц или выше
Память	ОЗУ объемом 256 МБ или больше.
Оперативная память	64 Мб оперативной памяти
Жесткий диск	450 Мб
Дополнительные программы	Microsoft Windows Server 2003, Internet Explorer 6, Microsoft .NET Framework 3.5.

Для работы с Anylogic 7.3.3 рекомендуемая конфигурация компьютера, приведенная в системных требованиях, имеет следующие характеристики, приведенные в таблице 3.3[15].

Таблица 3.3- Системные требования к Anylogic 7.3.3

Компонент	Требования
Операционная система	Microsoft Windows 7,8,10, Mac OS, Linux
Процессор	Intel i3 и выше, AMD A10 и выше
Память	720 Мб
Оперативная память	2GB
Жесткий диск	500 Mб
Дополнительные программы	Java 2 Standard Edition 8.0, JRE 1.8.0, Java plagin

Эти значения можно использовать в качестве базовых, при выборе состава оборудования для решения задач моделирования систем.

Разумеется, при выборе аппаратного обеспечения для конкретного внедрения, необходимо учитывать различные факторы: функциональность и сложность используемого прикладного решения.

1. Функции подсистем информационной системы.

Для разработки модели необходимо использовать 3 программы:

СУБД Access
Delphi 7
Anylogic 7.3.3

На рисунке 3.2 показана взаимосвязь программ

Рисунок 3.2 – Взаимосвязь программ.

1. Средства проектирования и разработки.

Delphi 7 - это среда быстрой разработки, в которой в качестве языка программирования используется язык Delphi. Язык Delphi- строго типизированный объектно-ориентированный язык, в основе которого лежит хорошо знакомый программистам Object Pascal. Delphi 7 позволяет создавать самые различные программы: от простейших однооконных приложений до программ управления распределенными базами. В состав пакета включены разнообразные утилиты, обеспечивающие работу с базами данных, XML-документами, создание справочной системы, решение других задач. Отличительной особенностью седьмой версии является поддержка технологии .NET[9].

Система «Anylogic 7.3.3» позволяет разработчику смоделировать любые реальные ситуации, начиная с транспортной сети и заканчивая социальными и медицинскими экспериментами. Программа представляет следующие виды библиотек для разработки необходимой модели:

Моделирование процессов- это библиотека позволяющая использовать процессный подход, т.е. моделирование объектов реального мира.
Пешеходная библиотека является набором логики, которая свойственна пешеходам, при этом каждый пешеход может обладать уникальными характеристиками.
Автомобильная библиотека симулирует поведение автомобилей на дороге, остановка перед стоп линией, проезд нерегулируемых перекрестков и многое другое.
Железнодорожная – имитирует движение железнодорожного транспорта с множеством настроек
Системная динамика- представляет собой динамические процессы, которые могут происходить в модели
Агенты- это главный инструмент начала работы в агентном моделировании.
Диаграмма состояний позволяет определенным агентам задать любое состояние из реальной жизни, например, усталость.
Диаграмма действий- решает проблему с индивидуальными необходимыми действиями определенных агентов в заданный момент времени или при выполнении каких-то условий, включая так же и расписание
Презентация- один из главных атрибутов модели, с ее помощью можно посмотреть работоспособность модели
3D объекты- это объемные пространственные фигуры необходимые для создания 3Dпрезентаций
Разметка пространства- позволяет двигаться агентам строго по этим линиям или в их пределах
Статистика – позволяет воспринять информацию не только визуально, но и в виде цифр
Диаграммы- позволяют получить наглядную статистическую информацию в виде цифр и графической информации
Элементы управления- это специальные элементы управления, помещаемые на поле модели и служат для дальнейшего использования[16].

Проведена работа по разработке и проектированию двух моделей велосипедной инфраструктуры. Для проектирования был выбран один из популярных замкнутых круговых маршрутов г. Набережные Челны. Маршрут был проложен таким образом: остановка Проспект Чулман- проспект Чулман- остановка Боровецкая церковь- Боровецкий бульвар- улица Шамиля Усманова- остановка 51-й комплекс- улица Татарстан- остановка Улица Татарстан- проспект Сююмбике- остановка Центр- проспект Хасана Туфана- остановка Проспект Чулман. Длина всего маршрута составила девять тысяч четыреста метров.

Первым этапом стало проведение анализа существующей инфраструктуры, были выявлены следующие объекты: велосипедная дорожка длиной две тысячи пятьсот метров, 1 зона отдыха с скамейками и велосипедными парковками. Ширина велосипедных дорожек составила 1.5 метра.

Вторым этапом был сбор данных о примерном: количестве велосипедов, ежедневно проезжающих по маршруту и отдельным его участкам; средней скорости движения велосипедистов; расстоянии, пройденным велосипедистами до их снижения скорости или остановки для отдыха или ремонта; времени на отдых и ремонт.

Третьим этапом было создание базы данных Access с полученными значениями второго этапа по сбору данных.

Четвертым этапом было создание программного модуля для расчета средних значений количества велосипедов; расстояние, пройденное велосипедистами до усталости и поломки; время которое было им необходимо для отдыха и ремонта велосипедов, ширина дорожки; а так же вывода рекомендаций при выборе велосипедной инфраструктуры.

Пятым этапом стала разработка имитационной модели велосипедной транспортной сети в двух вариантах: до использования рекомендаций и после.

Шестым этапом стало подключение базы данных к модели Anylogic для заполнения параметров по средним значениям количества, расстояния и времени.

Седьмым этапом была проверка работоспособности модели и исправление ошибок при работе модели.

Восьмым этапом стал запуск модели и анализ выявленных проблем, который показал, что есть необходимость в построении: увеличении ширины существующих и дополнительных велосипедных дорожек по длине равным шесть тысяч девятьсот метров; установки четырнадцати зон отдыха ремонта. Так же были определены места постройки и установки новых объектов инфраструктуры для второй модели. Расположение объектов 1 модели показано на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Участки велосипедной транспортной сети до улучшения

Девятым этапом было изменение существующих объектов инфраструктуры и добавление новых с учетом проведенного анализа проблем, выявленных при моделировании первой модели велосипедной дорожной сети и полученных рекомендаций программного модуля.

Десятым этапом стал запуск обновленной модели с исправленными и добавленными объектами велосипедной инфраструктуры. Было выявлено значительное уменьшение велосипедных пробок, увеличение пропускной способности каждого участка велодорожки, повысилась безопасность велосипедистов, уменьшилось время необходимое: на отдых велосипедистов в среднем с 10 до 5 минут; на ремонт велосипедов с 30 до 10 минут. Схема расположение объектов 2 модели показано на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 - Участки велосипедной транспортной сети после применения рекомендаций

1. Описание программных модулей.
  1. Программа для расчета и вывода рекомендаций

Программа предназначена для обработки информации хранящейся в базе данных, проведения расчетов и вывода рекомендаций по параметрам при выборе велосипедной инфраструктуры.

База данных соединена с Delphi 7 посредством компонентов вкладки ADO и DataAccess. Расположение компонентов показано на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 – Компоненты для связи БД

Для защиты программы от несанкционированного доступа используется вход в программу при помощи ввода логина и пароля, который в зависимости от типа пользователя: Гость или Администратор; дает различные права доступа к программе. Форма входа в программу показана на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 - Окно входа в программу

Дальше следует меню программы, с помощью которого можно приступить к работе с базой и начать расчет рекомендаций при выборе велосипедной инфраструктуры, посмотреть информацию о программе или закрыть ее. Меню программы показано на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 - Меню программы

В следующем окне представлен компонент с тремя таблицами. В верхней части окна есть специальное меню для совершения простых операций по изменению, удалению, добавлению и обновлению данных.

Форма для просмотра, удаления и изменения записей показана на рисунке 3.8.

Рисунок 3.8 – Форма для просмотра данных таблиц

В верхней части находится кнопка “Расчеты”. При нажатии на которую, появляется форма для выбора необходимого участка маршрута, расчета и вывода данных. Так же на форме находится кнопка “Рекомендации”, при нажатии на которую выводятся рекомендации по развитию велосипедной инфраструктуры определенного участка.

Форма расчета параметров показана на рисунке 3.9.

Рисунок 3.9 - Форма расчета средних значений параметров

В следующей форме представлены рекомендации по развитию велосипедной инфраструктуры, выбранного в форме расчета параметров, участка. Форма с рекомендациями показана на рисунке 3.10.

Рисунок 3.10 – Форма вывода рекомендаций

1. 1. Имитационная модель Anylogic

Для разработки имитационной модели использовались дорожная и пешеходная библиотеки, а так же диаграмма состояний.

Определение места и логики движения велосипедистов частично зависит от компонентов дорожной библиотеки. В модели используется компонент дорога, в котором можно изменить свойства длины, ширины и количества полос для движения. Компоненты, входящие в дорожную библиотеку показаны на рисунке 3.11.

Рисунок 3.11 – Компоненты меню дорожной библиотеки.

Пешеходная библиотека необходима для симуляции поведения людей близкой к реальной жизни. То есть каждый агент «bike» обладает уникальным набором свойств, такими как скорость передвижения, обход препятствий, места остановок. Для создания пешеходов или помещения их на модель необходимо расположить целевые линии, так называемые места «старта» и «финиша»; задать направление пешеходного потока и провести разметку пространства посредством расположения стен. Затем выбирается pedSource, необходимый, для создания одиночных или популяции агентов. После этого выбирается pedGoTo, который сочетает в себе функции указателя направления движения. В последнюю очередь выбираем Sink, который уничтожает поступившие в него заявки.

Компоненты, входящие в пешеходную библиотеку показаны на рисунке 3.12.

Рисунок 3.12 – Компоненты меню пешеходной библиотеки.

Чтобы имитировать усталость велосипедистов и поломок велосипедов используется диаграмма состояний, создаваемая отдельно для каждого участка транспортной сети. Компоненты этой библиотеки представлены на рисунке 3.13

Рисунок 3.13 – Компоненты меню диаграммы состояний.

Главным компонентом является “Начало диаграммы состояний”, которое служит началом работы состояния, параметры, полученные с программного модуля, используются в переходах и состояниях, что позволяет получить необходимое поведение велосипедистов на каждом участке.

1. Выводы по главе

В данной главе были выбраны компоненты информационной системы, определены их функции. В качестве среды хранения данных была выбрана программа СУБД Access, для программирования была выбрана программа Delphi 7, для разработки имитационной модели был выбран программный продукт Anylogic 7.3.3. В разработанной информационной системе было создано:

пять таблиц и четыре связи в базе данных;
программный модуль расчета и вывода рекомендаций при выборе велосипедной инфраструктуры в Delphi 7;
2 модели транспортной сети, 16 типов агентов, 28 диаграмм состояний, 45 объектов инфраструктуры.

ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

1. Виды информационных рисков и методы защиты от них

Под угрозой информации понимается мера возникновения на этапе жизненного цикла системы события, результатом которого становятся нежелательные воздействия на информацию: нарушение физической целостности, логической структуры, несанкционированная модификация, получение, размножение информации. В таблице 6 представлена классификация видов угроз по разным параметрам.

Параметры классификации	Какие бывают	Примеры
Виды	Физические угрозы	Уничтожение (искажение)
	Логические угрозы	Искажение структуры
	Угрозы содержанию	Модификация
	Угрозы конфиденциальности	Несанкционированное получение
Происхождение	Случайное	Отказы Сбои Ошибки Побочные влияния Стихийные бедствия
Происхождение	Преднамеренные	Намеренные действия
Предпосылки появления	Объективные	Количественная и качественная недостаточность элементов системы
Предпосылки появления	Субъективные	Промышленный шпионаж Недобросовестные сотрудники
Источники угроз	ЛюдиТехнические устройства Программы Внешняя среда

Таблица 4.1 - Классификация видов угроз.

Основные подходы к анализу рисков.

В настоящее время используются два подхода к анализу рисков — базовый и полный вариант. Выбор зависит от оценки собственниками ценности своих информационных ресурсов и возможных последствий нарушения режима информационной безопасности. В простейшем случае собственники информационных ресурсов могут не оценивать эти параметры. Подразумевается, что ценность ресурсов не является чрезмерно высокой. В этом случае анализ рисков производится по упрощенной схеме: рассматривается стандартный набор наиболее распространенных угроз без оценки их вероятности и обеспечивается минимальный или базовый уровень информационной безопасности.

Процедура анализа рисков.

Полный вариант анализа рисков применяется в случае повышенных требований к ИБ. В отличие от базового варианта в том или ином виде оцениваются ресурсы, характеристики рисков и уязвимостей. Как правило, проводится анализ соотношения стоимость/эффективность нескольких вариантов защиты.

Таким образом, при проведении полного анализа рисков необходимо:

определить ценность ресурсов;
добавить к стандартному набору список угроз, актуальных для исследуемой информационной системы;
оценить вероятность угроз;
определить уязвимость ресурсов;
предложить решение, обеспечивающее необходимый уровень ИБ[18].

1. Расчет уровня уязвимости системы и вероятности возникновения информационных угроз

Цель оценивания рисков состоит в определении характеристик рисков информационной системы и ее ресурсов.

После оценки рисков можно выбрать средства, обеспечивающие желаемый уровень безопасности информационной системы для выбора вариантов при создании велосипедной инфраструктуры. При оценивании рисков учитываются такие факторы, как ценность ресурсов, значимость угроз и уязвимостей, эффективность имеющихся и планируемых средств защиты.

Возможность реализации угрозы для некоторого ресурса информационной системы оценивается вероятностью ее реализации в течение заданного отрезка времени. При этом вероятность того, что угроза реализуется, определяется следующими основными факторами:

привлекательностью ресурса (учитывается при рассмотрении угрозы от умышленного воздействия со стороны человека);
возможностью использования ресурса для получения дохода (также в случае угрозы от умышленного воздействия со стороны человека);
техническими возможностями реализации угрозы при умышленном воздействии со стороны человека;
степенью легкости, с которой уязвимость может быть использована.

В первую очередь были определены ресурсы, имеющие доступ к модели, предполагаемые угрозы и уровень риска данных угроз (таблица 7).

Таблица 4.2 –Риск ресурсов по угрозам и уязвимостям

Ресурс	Угроза	Уязвимость	Уровень риска, ур. %
Сервер хранения данных	Аппаратные отказы	Подверженность колебаниям напряжения	21
	Технические неисправности сетевых компонент	Подверженность колебаниям напряжения	38
	Искажение информации	Отсутствие эффективного контроля внесения изменений	2
		Отсутствие резервных копий	22
		Незащищенные потоки конфиденциальной информации	36
	Потеря информации	Отсутствие резервных копий	54
	Ввод в систему заранее ложных данных	Отсутствие эффективного контроля внесения изменений	40
	Ввод в систему ошибочных данных	Отсутствие резервных копий	50
Рабочая станция специалиста	Аппаратные отказы	Подверженность колебаниям напряжения	18
	Вредоносное программное обеспечение	Изменение структуры данных	12
	Технические неисправности сетевых компонент	Подверженность колебаниям напряжения	13

Далее был определен уровень безопасности данных, хранящихся на сервере (таблица 4.3).

Таблица 4.3 – Уровень безопасности хранящихся данных на сервере

№	Вид информации	Конфиденциальность, ур. %	Целостность, ур. %	Доступность, ур. %
1	Показатели надежности	20	16	64
3	Обработка информации	46	43	11

По данным таблицы, был рассчитан комплексный риск проблемно-ориентированной системы, распределенный по классу угроз потери данных (таблица 4.4).

Таблица 4.4 – Комплексный уровень безопасности данных разрабатываемой модели.

Конфиденциальность, ур. %	Целостность, ур. %	Доступность, ур. %
10	15	60

В целом уровень риска разработанной модели составляет 85 %. Проанализировав показатель риска, можно сказать, что система уязвима разным рода рискам, так как имеет высокий коэффициент уязвимости. Требуется работы по повышению уровня информационной безопасности.

1. Перечень контрмер и расчет их эффективности.

Был рассчитан ущерб от реализации угроз по каждому из ресурсов (таблица 4.5).

Таблица 4.5 –Ущерб от возможной реализации угроз по каждому ресурсу.

Ресурс	Ущерб, ур. %
Сервер хранения данных	35
Рабочая станция специалиста	55

Общее значение уровня ущерба разработанной системы в случае реализации вышеуказанных угроз составляет 90%. Данный показатель говорит о том, что в случае реализации угроз качество аналитического аппарата системы практически полностью сводится к нулю.

Управление уровнем информационных рисков при помощи выбора контрмер, наиболее оптимальных по соотношению цена/качество.

На данном этапе бы определен перечень контрмер для повышения уровня информационной безопасности и снижения вероятности реализации угроз (таблица 4.6).

Таблица 4.6 –Перечень предлагаемых контрмер.

№	Контрмера	Стоимость контрмеры, руб.	Эффективность по системе, ур. %
1	Установка пароля к базе данных	Не требует затрат	99
2	Установка пароля к программе	Не требует затрат	99
3	Установка пароля доступа к месту хранения модели	Не требует затрат	99
	ИТОГО:	0 руб.	99

Также была рассчитана эффективность от применения каждой контрмеры (таблица 4.7).

Таблица 4.7 – Рассчитанная эффективность контрмер по каждому ресурсу.

№	Ресурс	Значение риска до всех контрмер, %	Значение риска после всех контрмер, %	Эффективность комплекса контрмер, %
1	Сервер хранения данных	40	0	100
2	Рабочая станция специалиста	16,5	4,6	75,7
Проблемно-ориентированная система		66,1	4,6	99

Учитывая полученные значения контрмер затраты на управление всеми значимыми информационными рисками, связанными с внедрением проблемно- ориентированной системы представим следующим образом:

(4.1)

где N - общее количество значимых рисков,

p_i - вероятность i- го риска,

u_i- ожидаемая величина ущерба в денежном исчислении при наступлении i- го риска,

J - количество информационных рисков, для которых используются механизмы предотвращения рисковых событий путем финансовых затрат на приобретение требуемых механизмов,

ν_j- затраты на предотвращение j- го информационного риска,

K - количество информационных рисков, для минимизации ущерба от которых применяются нефинансовые механизмы,

ω_k - затраты на нефинансовые механизмы (трудовые затраты, затраты аппаратной и программной частей).

Таким образом, обозначенные контрмеры обеспечивают увеличение показателя защищенности системы до 99%.

1. Выводы по главе

В данной главе произведена оценка вероятности возникновения информационных рисков, которая напрямую влияет на вероятность отклонения от предполагаемой цели разработки информационной системы для выбора при создании велосипедной инфраструктуры, а также подобран комплекс мероприятий, сводящих к минимуму данную вероятность.

В результате показатель защищенности системы теперь равен 99%.

ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ

1. Расчёт суммарных затрат на разработку, внедрение и сопровождение информационной системы для выбора вариантов при создании велосипедной инфраструктуры.

Расходы на разработку проекта включают в себя:

1. Расходы на программное обеспечение.

2. Расходы на техническое обеспечение

4. Расходы на оплату интеллектуального труда

5. Расходы на оплату физического труда

Таблица 5.1 – Расходы на программное обеспечение.

№ п/п	Наименование программного обеспечения	Стоимость, руб.
1	СУБД Access	4000
2	Delphi 7	4000
3	Anylogic	185 000
Итого:			192 000

Расходы на техническое обеспечение включают в себя покупку персонального компьютера, а также амортизация указанного оборудования. Амортизация оборудования в год составляет 10%, тогда за 1 месяц, который необходим для разработки модели инфраструктуры, составит 0,8%.

Сводные данные по выделению средств на техническое обеспечение представлены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 – Выделение средств на техническое обеспечение.

№ п/п	Наименование технического обеспечения	Стоимость, руб.
1	Персональный компьютер	44000
2	Амортизация ПК	2500
Итого:		46500

Расходы на оплату интеллектуального труда включают заработную плату и отчисления в бюджет (Таблица 5.3).

Таблица 5.3 – Расходы на оплату интеллектуального труда.

№ п/п	Наименование	Ед. изм.		Количество
1	Заработная плата инженера-программиста в месяц	руб./мес.		35000
2	Длительность разработки	мес.		1
3	ЕСН	%		30
4	Заработная плата программиста за весь период разработки	руб.		35000
5	ЕСН за весь период разработки	руб.		10500
Итого:			руб.		40500

Расходы на оплату физического труда включают заработную плату и отчисления в бюджет (Таблица 5.4).

Таблица 5.4 – Расходы на оплату физического труда

№ п/п	Наименование	Кол-во чел.	Ед. изм.		З/п	Длительность работ, мес.	Сумма
1	Сборщики данных опроса	14	руб./мес.		8000	1	112000
2	ЕСН		%		30	1	30
3	Заработная плата рабочих за весь период внедрения		руб.				112000
4	ЕСН за весь период внедрения		руб.				33600
Итого:				руб.				145600

Далее определим расходы на сопровождение системы. Так как за сопровождение способен отвечать один человек, то определим расходы относительно него. Расходы на оплату интеллектуального труда включают заработную плату и отчисления в бюджет (Таблица 5.5).

Таблица 5.5 – Расходы на оплату интеллектуального труда.

№ п/п	Наименование	Стоимость, руб.
1	Заработная плата инженера	20 000
2	Длительность	12
3	ЕСН	6000
Итого:		312000

Таким образом, общие затраты на разработку, внедрение информационной и сопровождение системы для выбора вариантов при создании велосипедной инфраструктуры составили:

I= 192000 + 46500 + 40500 + 145600 = 424600 руб.

Расходы на сопровождение в год:

Rсопр. =30000+192000+312000=534000 (рублей).

1. Расчёт прибыли в результате использования системы

Главным результатом при использовании разработанной информационной системы является экономия затрат на не эффективные решения по развитию велосипедной инфраструктуры в городе.

Примерные расходы на разработку проекта в нынешнее время включают в себя:

1. Расходы на программное обеспечение.

2. Расходы на техническое обеспечение

4. Расходы на оплату интеллектуального труда

5. Расходы на оплату физического труда

Таблица 5.6 – Расходы на программное обеспечение.

№ п/п	Наименование программного обеспечения	Стоимость, руб.	Кол-во	Всего
1	СУБД Access	4000	7	28000
2	Delphi 7	4000	3	12000
3	Anylogic	185 000	3	370000
Итого:					410000

Расходы на техническое обеспечение включают в себя покупку персональных компьютеров, а также амортизация указанного оборудования. Амортизация оборудования в год составляет 10%, тогда за 3 месяца, которые необходимы для разработки модели инфраструктуры, составит 2,4%.

Сводные данные по выделению средств на техническое обеспечение представлены в таблице 5.7.

Таблица 5.7 – Выделение средств на техническое обеспечение.

№ п/п	Наименование технического обеспечения	Стоимость, руб.	Кол-во	Всего
1	Персональный компьютер	40000	7	280000
2	Амортизация ПК	960	7	6720
Итого:					286720

Расходы на оплату интеллектуального труда включают заработную плату и отчисления в бюджет (Таблица 5.8).

Таблица 5.8 – Расходы на оплату интеллектуального труда.

№ п/п	Наименование	Ед. изм.		Кол-во, чел.	Заработная плата
1	Руководитель проекта	руб./мес.		1	40000
2	Заработная плата инженера-программиста	руб./мес.		3	35000
3	Заработная плата инженера-расчетчика	руб./мес.		3	30000
4	Длительность разработки	мес.		3
5	ЕСН	%		30
6	Заработная плата руководителя проекта за весь период разработки	руб.			120000
7	Заработная плата инженера-программиста за весь период разработки	руб.			315000
8	Заработная плата инженера-расчетчика за весь период разработки	руб.			270000
9	ЕСН за весь период разработки	руб.			211500
Итого:			руб.			916500

Расходы на оплату физического труда включают заработную плату и отчисления в бюджет (Таблица 5.9).

Таблица 5.9 – Расходы на оплату физического труда

№ п/п	Наименование	Ед. изм.	З/п	Кол-во,чел.	Длительность работ, мес.	Сумма
1	Сборщики данных опроса	руб./мес.	8000	20	1	160000
2	ЕСН	%	30		1
3	Заработная плата сборщиков за весь период внедрения	руб.				160000
4	ЕСН за весь период внедрения	руб.				48000
Итого:		руб.				208000

Разработка модели велосипедной инфраструктуры сейчас составляет: 410000 + 286720 + 916500 + 208000 = 1821220 руб. Для выполнения работ привлекаются двадцать семь человек, период разработки длится три месяца.

При рассмотрении двух вариантов разработки модели велосипедной инфраструктуры была составлена таблица 5.9 для сравнения каждого подхода.

Таблица 5.10 – Сравнение двух подходов.

Критерий	Существующий метод	Информационная система
Финансовые ресурсы, руб.	1821220	424600
Человеческие ресурсы, чел.	21	15
Время, мес.	3	1

При использовании разработанной информационной системы экономия финансовых ресурсов составляет: 1821220 – 424600 = 1399620 руб.; человеческих ресурсов: 21 – 15 = 6 чел.; времени: 2 месяца.

1. Оценка эффективности капиталовложений

Основными количественными параметрами оценки инвестиций являются:

чистая текущая стоимость (ЧТС);
внутренний коэффициент окупаемости (ВКО);
рентабельность инвестиций (PI);
срок окупаемости инвестиций (СО);
окупаемость по ДДП (ТО – текущая окупаемость);
коэффициент эффективности инвестиций (КЭI).

Коэффициент дисконтирования (KDk)

KD_k = , (5.1)

где r = 11 % – ставка дисконтирования (число равно ставке рефинансирования центрального Банка РФ);

i = 12,9 % – годовой темп инфляции (на будущий год)

р – доля премии за риск;

k - порядковый номер года,

k = 0, 1, 2 …Тсл;

р = r * i; р = 0,11 * 0,129 = 0,014;

(1 + r + i + p) = (1+0,11+0,129+0,014)=1,379

Чистая текущая стоимость (ЧТС) ЧТС определяет величину отдачи от инвестиций. Инвестиции производятся в течение только первого года жизненного цикла объекта и нет затрат, сопутствующих инвестициям.

ЧТС = (Р_k * KD_k) – I (5.2)

где k - порядковый номер года, k = 0, 1, 2 ,3;

P_k – годовой доход k – го года, руб;

KD_k – коэффициент дисконтирования;

I – размер инвестиций, руб;

ЧТС > 0 – капиталовложения являются эффективными;

ЧТС < 0 – капиталовложения являются неэффективными;

ЧТС = 0 – от инвестиций нет ни убытков, ни прибыли. Результаты расчетов сводятся в таблицу 5.11.

Таблица 5.11– Прогноз денежных потоков.

Год	Чистый денежный поток, руб.			Суммар. чистый денежный поток, руб.		Коэффициент дисконтирования		Дисконт. денежный поток, руб.			Дисконт. чистый денежный поток, руб.
	Инвестиции	Чистая прибыль	Инвестиции					Чистая прибыль
0	-424600	0	-424600		1,379		-424600		0	-424600
1	-534000	1399620	441020		1,14		-534000		1595567	636967
2	-534000	1399620	1306640		0,901		-534000		1261058	1364024
3	-534000	1399620	2172260		0,662		-534000		926548	1756573
Итого	-2026600	2959860	2172260				-2026600		3783173	1756573

По данным таблицы строится финансовый профиль проекта, включающий графики суммарного чистого денежного потока и дисконтированного чистого денежного потока (Рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 – Прогноз денежных потоков

Простой срок окупаемости инвестиций (ПСО)

Срок окупаемости инвестиций показывает, сколько времени потребуется муниципалитету для возмещения первоначальных расходов. Из графика видно, что простой срок окупаемости составляет 0,5 года с учетом времени разработки.

Дисконтированный срок окупаемости (ДСО)

Дисконтированный срок окупаемости учитывает временную стоимость денег. Из графика видно, что дисконтированный срок окупаемости составляет 0,4 года с учетом времени разработки.

Внутренний коэффициент окупаемости (ВКО)

ВКО – ставка дисконтирования, при которой эффект от инвестиций равен нулю (ЧТС=0). ВКО показывает максимально допустимый уровень расходов.

(5.3)

где, r₀ – ставка дисконтирования, откорректированная на инфляцию и риск;

r₀₁ – значение откорректированной ставки дисконта, при котором ЧТС1 > 0;

r₀₂ – значение откорректированной ставки дисконта, при котором ЧТС2 < 0;

СК – показатель стоимости капитала;

ВКО > СК – капиталовложения являются эффективными;

ВКО < СК – капиталовложения являются неэффективными;

ВКО = СК – от инвестиций нет ни убытков, ни прибыли.

r_о1 = 0,11 + 0,129 + 0,014 = 0,253;

r_о2 = 0,5+ 0,12 + 0,02 = 0,64;

r_о1 =0,247; ЧТС₁ = 1399620 > 0;

r_о2=0,43; ЧТС₂ = - 424600 < 0;

Таблица 5.12 – Прогноз денежных потоков с учетом ставки дисконтирования rо2 =0,43

Год	Чистый денежный поток, тыс. руб.			Суммар. чистый денежный поток, тыс. руб.		Коэффициент дисконтирования		Дисконт. денежный поток, руб.			Дисконт. чистый денежный поток, руб.
	Инвестиции	Чистая прибыль	Инвестиции					Чистая прибыль
0	-424600	0	-424600		1,379		-424600		0	-424600
1	-534000	1399620	441020		0.937		-534000		1311444	352844
2	-534000	1399620	1306640		0,726		-534000		1016124	834968
3	-534000	1399620	2172260		0,473		-534000		662020	962988
Итого	-2026600	2959860	2172260				-2026600		2989588	962988

ВКО = 0,253+ (1399620 / (1399620 + 424600)) * (0,64 - 0,253) = 0,394

Ставка коммерческих банков СК = 11 % годовых.

ВКО > СК → капиталовложения являются эффективными.

Простой срок окупаемости инвестиций (СО)

Срок окупаемости инвестиций показывает, сколько времени потребуется организации для возмещения первоначальных расходов. Окупаемость не учитывает временной стоимости денег.

СО = I/ Рк (5.4)

где I = 2026600 руб. – размер инвестиций;

Р_к = 1399620 руб. – ежегодная чистая прибыль;

СО = 1,4 года.

Дисконтированный срок окупаемости (ДСО)

Дисконтированный срок окупаемости учитывает временную стоимость денег:

ДСО = I/(Рк ∙KD₂) (5.5)

ДСО =2026600/1399620*1,14 = 1,27 года.

Коэффициент эффективности инвестиций (КЭI)

КЭI = (5.6)

где ДП = 1399620, руб. – среднегодовой денежный поток;

I = 2026600руб. – суммарное значение инвестиций;

ОС = 0 руб – остаточная стоимость инвестиционных вложений;

КЭI =1399620 / (0,5*2026600) = 1,38

Коэффициент рентабельности (КР.)

КР = Р_к /З, (5.7)

где Р_к = 2172260 руб. – суммарная чистая прибыль;

КР = 2172260 /2026600= 1,07

Т.к. КЭI > КР, наблюдается эффективность инвестиций[19].

Результаты расчетов сводятся в таблицу 5.13.

Таблица 5.13– Показатели оценки экономической эффективности.

№ п/п	Наименование показателей	Ед. изм.	Числовые значения
1	Чистая текущая стоимость	руб.	2026600
2	Внутренний коэффициент окупаемости	-	0,394
3	Срок окупаемости инвестиций	лет	0,5
4	Дисконтированный срок окупаемости	лет	0,4
5	Коэффициент эффективности инвестиций	-	1,38
6	Коэффициент рентабельности капитала	-	1,07

1. Выводы по главе

В данной главе проведена оценка эффективности капиталовложений с учетом дисконтирования денежных потоков. Определены следующие показатели: чистая текущая стоимость, индекс рентабельности, срок окупаемости и текущая окупаемость инвестиций, коэффициенты эффективности и рентабельности инвестиций.

Результаты расчетов показали, что внедрение информационной системы и модели велосипедной инфраструктуры окупится через 0,5 года.

Заключение

Системный подход к изучению эффективности информационной системы для выбора при создании велосипедной инфраструктуры должен обеспечить, наряду с дифференциацией результатов, деятельности входящих в нее групп объектов инфраструктуры, возможность комплексной оценки данной сложной системы[20]. Значительное число управляемых параметров требует создания соответствующего инструмента для принятия управленческих решений по моделированию использования велосипедной инфраструктуры.

Целью данного дипломного проекта является разработка информационной системы для выбора вариантов при создании велосипедной инфраструктуры.

В результате выполненных исследований получены следующие научные и практические итоги:

Проведено исследование велосипедной инфраструктуры, анализ состояний велосипедистов, велосипедов и их количества в сутки, выделена взаимосвязь между состояниями велосипедиста, велосипеда и объектами инфраструктуры.
Модель базы данных описана с помощью методологии UML.
Спроектирована база данных для модели.
Создан программный модуль для расчета и вывода рекомендаций по улучшению и созданию новых объектов велосипедной инфраструктуры.
Выявлены информационные риски, определены методы защиты от них.
Рассчитаны общие затраты на разработку информационной системы, произведена оценка эффективности капиталовложений.

Список использованной литературы

Велодорожки [Электронный ресурс]:- URL: http://velosipedinfo.ru/velodorozhki (Дата обращения 15.06.2016)
Дорожный обзор велосипедной сети [Электронный ресурс] :-URL: http://os.x-pdf.ru/20bezopasnost/634882-1-infrastruktura-zvenya-seti-velosipednie-dorozhki-obzor-velosiped.php (Дата обращения 7.06.16)
Программный продукт Vissim [Электронный ресурс] :-URL: http://ptvvision.ru/produkty/vissim/oblast_primeneniya (Дата обращения 6.06.16)
Программный продукт Anylogic [Электронный ресурс] :-URL: http://www.anylogic.ru/new-features (Дата обращения 6.06.16)
Программный продукт AIMSUM [Электронный ресурс] :-URL: http://www.againc.net/ru/production/its/programms/aimsun (Дата обращения 7.06.16)
Программный продукт MXROAD: [Электронный ресурс] :-URL: http://communities.bentley.com/products/road_site_design/f/5922/t/46847 (Дата обращения 7.06.16)
СУБД Access [Электронный ресурс] :- URL: http://informatic.ugatu.ac.ru/lib/office/Access.htm (Дата обращения 7.06.16)
10 лучших инструментов для разработки и администрирования MySQL [Электронный ресурс] :- URL: https://habrahabr.ru/post/142385/ (Дата обращения 7.06.16)
Delphi язык программирования [Электронный ресурс] :- URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Delphi_ (Дата обращения 7.06.16)
Язык программирования C# [Электронный ресурс] :- URL: http://progopedia.ru/language/csharp/ (Дата обращения 7.06.16)
Карта г.Набережные Челны [Электронный источник] :-URL: https://yandex.ru/maps/236/naberezhniechelny/?l=map&ll=52.379139%2C55.732233&z=16 (Дата обращения 15.06.2016)
Анализ требований [Электронный ресурс] :-URL: http://iiba.ru/requirements-analysis/analysis-of-requirements-wiegers/ (Дата обращения 7.06.16)
Диаграммы вариантов использования [Электронный ресурс] :-URL: http://www.exponenta.ru/soft/Others/mvs/stud2/24.asp (Дата обращения 7.06.16)
Агентное моделирование [Электронный ресурс] :-URL: http://www.anylogic.ru/agent-based-modeling (Дата обращения 7.06.16)
Физическая модель данных [Электронный ресурс] :-URL: https://studsell.com/view/189369/20000 (Дата обращения 8.06.16)
Системные требования к Anylogic [Электронный ресурс] :-URL: http://www.anylogic.ru/system-requirements (Дата обращения 7.06.16)
Системные требования к СУБД Access [Электронный ресурс] :-URL: http://www.mssoft.ru/Makers/Microsoft/Access_2007/SysReq/ (Дата обращения 8.06.16)
Системные требования к Delphi 7 [Электронный ресурс] :-URL: http://compress.ru/article.aspx?id=12048&part=tab1ext1 (Дата обращения 8.06.16)
Информационные риски: [Электронный ресурс] :-URL: http://fakit.ru/main_dsp.php?top_id=591 (Дата обращения 8.06.16)
Р.Г. Хабибуллин, И.В. Макарова, Э.И. Беляев, В.Г. Маврин. Дипломное проектирование: Учеб. пособие по выполнению ВКР напр. подготовки бакалавров/ А.Н.Илюхин: Набережночелнинский институт (филиал) КФУ. Каф. Информационные системы.-Набережные Челны, 2014.- 78 с.
Системный подход [Электронный ресурс] :- URL: http://www.grandars.ru/college/ekonomika-firmy/sistemnyy-podhod.html (Дата обращения 8.06.16)

Просмотров работы: 643

Код для цитирования:

IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ВЫБОРА ВАРИАНТОВ ПРИ СОЗДАНИИ ВЕЛОСИПЕДНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ

Студенческий научный форум - 2017
IX Международная студенческая научная конференция