Введение к работе
Информатизация Российской федерации, одним из основных назначений которой является предоставление населению доступа к различным информационным ресурсам, является обязательным условием создания демократического и социально-ориентированного государства. Необходимо отметить и постоянный рост запросов населения, организаций и предприятий к качеству и набору информационных и телекоммуникационных услуг, (в частности, доступу в Интернет), наблюдаемый во всех регионах Российской Федерации. Поэтому решению задач информатизации уделяется большое внимание на всех уровнях управления государством и обществом.
Однако, нельзя не заметить значительную неравномерность в информационно-телекоммуникационном развитии различных регионов России, так, Москва, Санкт-Петербург и еще несколько регионов значительно опережают в этом отдаленные регионы Сибири и Дальнего Востока. В связи с этим возникает и нарастает диспропорция в потребностях общества в информационных услугах и возможностях государства и его доверенных структур в их удовлетворении. Одной из наиболее значимых причин такого положения являются низкие темпы информатизации на региональном уровне. Все это снижает общие темпы информатизации по России и потому выводит на первое место по значимости решение задач региональной информатизации.
Важным направлением информатизации является создание современной информационной и телекоммуникационной инфраструктуры, обеспечивающей решение наиболее важных задач интеграции и развития информационных ресурсов, доступа населения к информации и получения населением заданного набора услуг. В этом направлении имеются определенные достижения, особенно на уровне отдельных ведомств и организаций, например, Министерство внутренних дел России, Министерство образования и науки России, Газпром, Ростелеком, Транстелеком и т.д. Однако очевидны и проблемы, наиболее значимые из которых связаны также с решением задач на региональном уровне.
Особое внимание при развитии региональной информатизации нужно обратить на региональную телекоммуникационную инфраструктуру. Так, если информационная инфраструктура, содержащая базы данных, информационные системы госучреждений, организаций различных форм собственности и физических лиц, во многих регионах в основном сформирована и достаточно динамично развивается, то необходимая для ее широкого использования среди населения телекоммуникационная инфраструктура нуждается в значительном обновлении и совершенствовании.
Среди наиболее значимых проблем, определяющих слабое развитие региональной телекоммуникационной инфраструктуры, можно выделить: ограниченное финансирование, устаревшие аппаратно-программные средства, отсутствие проверенных типовых решений, неоптимальные организационные решения, несогласованность в работе провайдеров. Перечисленное часто дополняется географическими особенностями регионов, ограничивающими использование наиболее распространенных и доступных средств связи, недостаточной подготовкой кадров для создания и обслуживания телекоммуникационных систем, слабой подготовкой населения к восприятию современных информационных технологий.
Таким образом, очевидно, что на сегодняшний день центр тяжести всего комплекса задач информатизации сместился на региональный уровень в направлении создания и развития телекоммуникационной инфраструктуры.
Важно отметить, что решение задач формирования и развития телекоммуникационной инфраструктуры требует очень больших финансовых затрат. Однако, ограниченность финансирования в реальных условиях приводит в большинстве регионов к объективной необходимости решать эти задачи поэтапно, поэтому этот подход к формированию телекоммуникационной инфраструктуры необходимо исследовать и получить научно обоснованные варианты его применения и развития.
В связи с этим исследования, проведенные в ходе выполнения диссертационной работы и направленные на создание и теоретическое обоснование типовых решений проблемы поэтапного формирования региональной телекоммуникационной инфраструктуры в условиях ограниченных ресурсов, актуальны и перспективны как на сегодняшний день, так и на среднесрочный период.
Важное практическое значение имеет и предложенный подход, обуславливающий формирование базовой сети, как основы телекоммуникационной инфраструктуры, для дальнейшего подключения региональных пользователей, осуществления межрегиональных связей, доступа к информационным и телекоммуникационным ресурсам федерального уровня.
Целью диссертационной работы является создание концептуальных и научных основ методики поэтапного формирования телекоммуникационной инфраструктуры региона, включающих теоретические результаты для ее обоснования и практической реализации, разработку необходимых математических моделей, получение достаточных условий сходимости процесса поэтапного формирования базовой сети постановка задач, решаемых на этапах.
Для достижения поставленной цели были проведены исследования по следующим направлениям:
существующие проблемы построения телекоммуникационной инфраструктуры на региональном уровне и формирования базовой сети, как основной составляющей инфраструктуры;
методы, специфические особенности и основные задачи формирования базовой телекоммуникационной сети регионального уровня в условиях ресурсных ограничений;
процесс поэтапного формирования структуры региональной базовой сети и возникающие при этом задачи управления процессом на этапах;
условия сходимости процесса за конечное число этапов и качество получаемого при этом решения;
показатели качества и характеристики базовой сети и математические модели для расчета их численных значений;
информационное наполнение телекоммуникационной инфраструктуры и его реализация по основным направлениям для Хабаровского края.
На защиту выносятся следующие результаты, полученные при проведении исследований:
теоретическое обоснование концепции поэтапного формирования телекоммуникационной инфраструктуры региона, как типовое решение при наличии ресурсных ограничений, не позволяющих практически создавать инфраструктуру по всем направлениям одновременно;
математическое описание процесса поэтапного формирования структуры базовой сети региона, позволившее определить достаточные условия сходимости процесса за конечное число этапов при наличии ресурсных ограничений;
задачи формирования структуры базовой сети на этапах, учитывающие цели этапа, имеющиеся ресурсы, результаты, полученные на предыдущих этапах, политику администрации региона;
комплекс математических моделей для расчета и оптимизации характеристик структуры региональной базовой сети, при ее поэтапном формировании учитывающих наличие ресурсных ограничений и изменения условий на этапах;
комплекс информационных ресурсов, созданных для загрузки телекоммуникационной инфраструктуры в области оказания образовательных услуг.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования в диссертационной работе является процесс поэтапного формирования структуры базовой сети региона и задачи, возникающие при реализации процесса.
Предметом исследования являются математические модели и алгоритмы, описывающие процесс поэтапного формирования базовой сети и позволяющие решать задачи на всех этапах.
Методы исследования определялись спецификой решаемых задач и поставленными целями. В работе использовались методы теории графов, теории систем, проектирования сетей связи, оптимизации, теории множеств и системного анализа.
Научная новизна, результатов диссертации заключается:
в выборе объекта исследования – процесса поэтапного формирования телекоммуникационной инфраструктуры региона и ее основной компоненты - базовой сети, который обладает рядом специфических свойств, определивших необходимость получения условий сходимости процесса и возможности получения требуемого результата за конечное число шагов (этапов);
в определении состава показателей качества (характеристик) структуры базовой сети, согласованных с региональными планами развития телекоммуникационной инфраструктуры и текущим состоянием региональной инфраструктуры;
в разработке комплекса математических моделей развития базовой сети, учитывающих необходимость выбора и возможность замены провайдеров, динамику начальных условий формирования сети и изменение целей, расчета численных значений характеристик сети, получаемых на этапах;
в создании комплекса теоретического и программного обеспечения для оказания образовательных услуг в области специальных разделов физики.
Полученные результаты являются теоретическим обоснованием и сопровождением концептуальных основ типовой методики поэтапного формирования телекоммуникационной инфраструктуры регионального уровня.
Практическая значимость результатов диссертации определяется:
возможностью их адаптации к конкретным региональным условиям, с учетом имеющихся программ информатизации, разнообразия провайдеров различного уровня, категорий пользователей и частных задач для каждого района и населенного пункта;
возможностью получения решения с заданными характеристиками в минимально возможные сроки, а также возможностью регулирования объемов финансирования на этапах, зависимости от получаемых результатов и поставленных целей.
В целом, совокупность полученных результатов можно рассматривать как типовую методику формирования структуры региональных базовых сетей в условиях ресурсных ограничений.
Достоверность и обоснованность результатов обусловлены согласованностью принятых ограничений и допущений с реальными данными по регионам, строгим математическим обоснованием построенных моделей и алгоритмов, согласованностью с имеющимися в печати данными о результатах и методах построения региональных телекоммуникационных систем и, наконец, полученными результатами при применении разработанных методов и моделей при формировании и информационном обеспечении базовой сети Хабаровского края.
Основания для выполнения работы. Работа является результатом систематизации и обобщения исследований, проведенных автором в период с 1990 года по настоящее время. Основные результаты получены в ходе проведения работ по Федеральным целевым программам «Электронная Россия» (2002-2005 гг.), «Интеграция науки и высшего образования» (2002-2004 гг.), «Развитие единой образовательной информационной среды» (2002 – 2005 гг.), Федеральной программы развития образования (2000-2005 гг.), Программы «Государственная поддержка региональной научно-технической политики высшей школы и развитие ее научного потенциала» (подпрограмма 307 “Развитие региональной инфраструктуры научно-инновационной деятельности высшей школы в образовательной и научно-технической сферах”), НТП "Высшая школа, как важнейший государственный ресурс развития научно-технического потенциала регионов", Краевой программы «Информатизация образования Хабаровского края», а также при выполнении ряда проектов федерального и краевого уровня и хоздоговорных работ.
Реализация результатов. Результаты работы использовались при выполнении следующих договоров и контрактов.
В рамках Федеральных программ: проект "Развитие единой информационной среды учреждений образования и науки Хабаровского края" проект "Создание научно-аналитического центра мониторинга образовательных ресурсов Дальневосточного Федерального округа" (рег. № 1765), Проект №307.3.047: «Создание регионального портала единой информационной системы поддержки инновационной деятельности высшей школы”, проект «Создание Федерального ресурсного центра методического, кадрового и материально-технического обеспечения развития единой образовательной информационной среды в Дальневосточном федеральном округе» (Государственный контракт № 2353 от 15.11.02), «Поставка оборудования, выполнение работ и оказание услуг по подключению школ (учреждений основного общего образования) Хабаровского края к сети Интернет» (Государственный контракт № 273 от 9.03.04 и дополнение от 28.10.2004, № 605).
Результаты использовались при формировании региональной составляющей некоммерческих сетей RUNnet и Rbnet (Договор 28-99/РОС от 02.08.99, акт сдачи-приемки НТП, акт о введении в экспериментальную эксплуатацию узла доступа магистральной сети RBNet).
По проектам, поддержанным Национальным фондом подготовки кадров: «Подключение системы межшкольных методических центров и апробационных площадок Хабаровского края к краевой образовательной информационной сети и Интернет» (Договор № ELSP/C2/Gr/002/02-05 от 14.09.05 и дополнительное соглашение № 1 от 15.12.05), «Предоставление услуг доступа к сети Интернет центрам системы РКЦ-ММЦ в Хабаровском крае» (Договор № ELSP/C2/Gr/002/02-06).
При выполнении региональных программ и проектов:
- с Министерством образования Хабаровского края: «Организация работы в 2005 году отраслевой телекоммуникационной сети сферы образования Хабаровского края и доступу к ресурсам отраслевой телекоммуникационной сети сферы образования России» (Договор № 11-10-271/75 от 05.02.05), «Организация работы в 2006 году отраслевой телекоммуникационной сети сферы образования Хабаровского края и доступу к ресурсам отраслевой телекоммуникационной сети сферы образования России» (Договор № 11-10-20/121 от 11.01.06), «Выполнение в 2007 году работ для государственных нужд по управлению ресурсами и сервисами (администрированию) Хабаровской краевой образовательной информационной сети» (Государственный контракт № 11-10-4968/164/002 от 28.12.06), «Выполнение в 2008 году работ для государственных нужд по управлению ресурсами и сервисами (администрированию) Хабаровской краевой образовательной информационной сети» (Государственный контракт № 30071075 О от 28.12.07), «Создание и сопровождение сайта Хабаровской краевой информационно-образовательной сети» (в рамках проекта Организация работы в 2005 году отраслевой телекоммуникационной сети сферы образования Хабаровского края и доступу к ресурсам отраслевой телекоммуникационной сети сферы образования России» (Договор № 11-10-271/75 от 05.02.05)), «Разработка и сопровождение образовательного портала «Пайдейя» (в рамках проекта Организация работы в 2005 году отраслевой телекоммуникационной сети сферы образования Хабаровского края и доступу к ресурсам отраслевой телекоммуникационной сети сферы образования России» (Договор № 11-10-271/75 от 05.02.05), «Создание и сопровождение сайта Министерства образования Хабаровского края» (Договор № 11-10-1214/145 от 27.03.2006), Эксплуатация и сопровождение в 2007 году программного комплекса управления и баз данных существующего web-сайта Министерства образования Хабаровского края» (Государственный контракт № 11-10-4967/163/001 от 28.12.06);
- с Министерством экономического развития и внешних связей Хабаровского края: "Расширение модемного пула узла связи ХКЦ НИТ для предоставления бесплатного доступа в Интернет школам г. Хабаровска" (Договор 15-60 от 28.12.01) ,“Развитие информационного сайта "Наука-Инновации-Образование в Хабаровском крае”. Договоры: № 15-114 от 28.01.03, № 15-157 от 08.01.04, № 15-231 от 22.02.05,№ 15-256 от 22.12.05. "Научно-методическое и техническое обеспечение информатизации образования Хабаровского края". Договоры: № 15-143 от 24.07.03;№ 15-183 от 01.03.2004, «Информационное обеспечение разработчиков и производителей инновационной и научно-технической продукцией» (Договор № 15-230 от 22.02.05).
Результаты работы внедрены в Тихоокеанском государственном университете, Хабаровской государственной академии экономики и права, Министерстве образования Хабаровского края, районных и муниципальных органах управления образованием, Министерстве экономического развития и внешних связей Хабаровского края.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических и научно-практических конференциях:
Межрегиональной научно-практической конференции «Роль средств массовой информации и информационно-коммуникационных технологий в региональном развитии» (Хабаровск 2003 г.), II, III, IV,V,VI краевых научно-практических конференциях «Новые информационные технологии в образовании: опыт, проблемы, перспективы» (Хабаровск , 2004 – 2008 гг.), Второй международной научно-практической конференции «Современные тенденции развития библиотечно-информационных технологий вузовских библиотек» (Хабаровск, 2005 г.), Дальневосточном международном экономическом форуме «Информационно-коммуникационные технологии на востоке России: состояние и перспективы» (Хабаровск, 2006 г.), Дальневосточной математической школе-семинаре им. академика Е.В. Золотова (Владивосток, 2003 г.), Дальневосточном инновационном форуме с международным участием. Секция «Роль науки, новой техники и технологий в экономическом развитии регионов» (Хабаровск, 2003 г.), Международной научно-технической конференции ВИТ-2003 (Усть-Каменогорск, Казахстан, 2003 г.), XIII Всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» (Нижний Новгород, Межрегиональное Верхне-Волжское отделение Академии технологических наук России. 2004 г.), I Международном Дальневосточном экономическом конгрессе (Хабаровск, 2005 г.), Пятой региональной научной конференции, «Физика: Фундаментальные и Прикладные Исследования, Образование» (Хабаровск, 2005 г.), Седьмой региональной научной конференции «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» (Владивосток, 2007 г.), Конференции "Электронная Россия на Дальнем востоке" (Владивосток, 2007 г.), XV Всероссийской научно-методической конференции «Телематика 2008» (Санкт-Петербург, 2008 г.), Межрегиональной научно-практической конференции «Информационные и коммуникационные технологии в образовании и научной деятельности» (Хабаровск, 2008 г.), Всероссийской конференции «Современные информационные технологиии для научных исследовании» (Магадан, 2008 г.), V международной конференции «Интеграция информационных систем в образовании» (Псков, 2008 г.).
Результаты работы обсуждались на семинарах в Научно исследовательском институте ядерной физики МГУ, в научно-исследовательском институте Проблем морских технологий ДВО РАН, а также на Телекоммуникационной комиссии ДВО РАН, Совете ректоров Хабаровского края и Еврейской автономной области, Коллегии Министерства образования Хабаровского края, Ученом совете Тихоокеанского государственного университета.
Публикации по теме диссертации. По теме диссертации опубликовано 47 печатных работ, в том числе 1 монография, 18 статей в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации материалов докторских диссертаций, в трудах научно-технических конференций, а также в отчетах по госбюджетным и хоздоговорным темам, выполненным по теме диссертации при непосредственном участии и под руководством автора.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из шести глав, двух приложений и списка литературы. Объем диссертации 356 страниц.
