Введение к работе
Актуальность темы исследования.
На сегодняшний день прослеживается тенденция роста и развития рынка электронной коммерции. Это явление объясняется тем, что процесс платежа электронными деньгами осуществляется быстро и не возникает очередей. Также недостатками наличных денег является то, что их нужно постоянно носить с собой, они разрушаются и их могут украсть. В основе любой системы электронных платежей (СЭП) лежит финансовый протокол, который регламентирует взаимодействие между участниками, т.е. покупателем, продавцом и банком. К финансовым протоколам обычно выдвигаются требования, такие как безопасность участников протокола, анонимность.
Дополнительные требования в области информационной безопасности оказывают заметное влияние на выбор технических характеристик компонентов системы электронных платежей. Учет совокупного влияния данных характеристик на функционирование СЭП является достаточно сложной задачей. Поэтому процесс проектирования системы электронных платежей может затягиваться, т.к. на практике требуется обоснованно выбирать параметры технических компонентов проектируемой системы. К примеру, обосновать такой выбор можно экспериментальным способом с реальной системой электронных платежей, но на практике такой подход не всегда эффективен из-за временных или экономических ограничений. Таким образом, создание средств анализа функционирования систем электронных платежей на основе методов математического моделирования является актуальной задачей.
Степень изученности проблемы. Случайный характер поступления заявок в систему электронных платежей, а также сложность ее структуры обуславливают применение теории сетей массового обслуживания (СеМО) для анализа вероятностно-временных характеристик СЭП. Научные работы, посвященные исследованию вероятностно-временных характеристик сложных информационных систем, методам определения эффективности работы таких систем, а также исследованию систем электронных платежей проводились как в нашей стране, так и за рубежом. В развитие данного направления весомый вклад внесли Л. Клейнрок, Г.П.Башарин, Б.Я.Советов, Я.А.Коган, В.А. Жожжикашвили, В.М. Вишневский, В.С.Лукьянов, И.В. Черковский, Д.В. Быков, В.Н. Скакунов, С.В. Запечников, Д. Чаум, О.А. Славин, Г.Л. Смолин, В.С. Цыганков, В.Н. Цыгичко, Д.С. Черешкин, В. М. Шелудько, С.А.Страдымов и др. Отметим, что в литературных источниках отсутствуют алгоритмы имитационного моделирования, отражающие реальные процессы и особенности функционирования систем электронных платежей которые бы позволили получить детальные вероятностно-временные характеристики СЭП, а также отсутствуют алгоритмы по оптимизации параметров функционирования таких систем.
Данная работа опирается на результаты приведенных исследований и развивает их отдельные положения применительно к задаче исследования структуры и производительности систем электронных платежей.
Целью диссертации является повышение эффективности функционирования системы электронных платежей, построенной на базе протокола “анонимные денежные чеки”, путем разработки алгоритмов для анализа и оптимизации вероятностно – временных характеристик СЭП. Под эффективностью будем понимать значения выходных вероятностно – временных характеристик системы, таких как среднее время обслуживания заявки, коэффициенты потерь.
Для достижения поставленной цели в диссертации решаются следующие задачи:
на основе анализа литературных данных установить требования к системам электронных платежей и исследовать особенности финансового протокола “анонимные денежные чеки”;
формализовать процессы функционирования системы электронных платежей в виде сети массового обслуживания;
провести исследование системы электронных платежей методами аналитического и имитационного моделирования;
разработать алгоритм для оптимизации параметров функционирования системы электронных платежей;
разработать программный комплекс, позволяющий на его основе проводить моделирование, анализ и оптимизацию работы системы электронных платежей с применением предложенных алгоритмов;
проверить работоспособность и эффективность программного комплекса.
Объектом исследования является система электронных платежей, построенная на базе финансового протокола “анонимные денежные чеки”.
Предметом исследования является процесс функционирования системы электронных платежей.
Методы исследования. В ходе исследования были применены методы системного анализа, математического моделирования, теории оптимизации и объектно – ориентированного проектирования программных систем.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- предложена модель функционирования системы электронных платежей в виде сети массового обслуживания, позволяющая на ее основе исследовать вероятностно-временные характеристики СЭП в условиях меняющихся внешних и внутренних факторов;
- разработан новый алгоритм имитационного моделирования, позволяющий получить выходные вероятностно – временные характеристики СЭП без учета ограничений применяемых аналитических методов расчета;
на основе имитационного и генетического алгоритмов разработан и применен оптимизационный метод для новой предметной области - нахождения оптимальных параметров функционирования системы электронных платежей, дающий возможность обосновывать выбор характеристик технических компонентов СЭП.
Практическая значимость и внедрение. Разработанный программный комплекс «AccAnalyzer» позволяет инженеру – проектировщику анализировать поведение СЭП в зависимости от входной нагрузки, осуществлять обоснованный выбор технических характеристик компонентов системы на этапе начального проектирования.
Комплекс может найти применение в банковской деятельности, в организациях ведущих проектирование систем электронных платежей, в учебном процессе технических вузов по соответствующим дисциплинам.
Программный комплекс «AccAnalyzer» внедрен в учебный процесс на кафедре «ЭВМ и С» Волгоградского государственного технического университета в курсах «Методы и средства защиты информации», «Теория телетрафика».
Получено свидетельство о регистрации программного комплекса «AccAnalyzer» в Федеральной службе по интеллектуальной собственности.
Программный комплекс «AccAnalyzer» внедрен в процесс проектирования систем в защищенном исполнении ООО «ВПО» г. Волгоград, что отражено в соответствующем акте.
На защиту выносятся:
модель функционирования системы электронных платежей в виде сети массового обслуживания;
алгоритм имитационного моделирования системы электронных платежей;
алгоритм для оптимизации параметров функционирования системы электронных платежей;
программный комплекс «AccAnalyzer».
Достоверность научных результатов обеспечивается использованием апробированных методов математического моделирования, исследования операций, системного анализа, совпадением результатов аналитического и имитационного моделирования в общей области исследования, а также подтверждается результатами проверки работоспособности и эффективности применяемых методов в ходе исследования.
Апробация работы. Основные положения исследования докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры «ЭВМ и С» Волгоградского государственного технического университета, а также на Всероссийских и Международных научных и научно-практических конференциях: «Научная дискуссия: Вопросы технических наук» (Москва, 2012), «Современные направления теоретических и прикладных исследований» (Одесса, 2013), «Фундаментальная наука и технологии - перспективные разработки» (Москва, 2013) и других. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 4 статьи опубликованы в изданиях, входящих в перечень ВАК, 4 статьи в сборниках трудов конференций, 1 статья в зарубежном журнале, входящем в международную базу цитирования «Scopus», получено 1 свидетельство о регистрации программной системы.
Похожие диссертации на Анализ процессов функционирования систем электронных платежей
