ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ WEВ-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА «УМНАЯ ПАРКОВКА»
|
РЕФЕРАТ 2
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ 7
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 8
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Постановка задачи 12
2 Исследование современных WEB-технологий 13
2.1 Описание стека технологий WEB-приложения 13
2.1.1 ДауаЗспрТбиблиотеки 13
2.1.2 С88-библиотеки 17
2.2 Интеграция стека технологий 20
2.3 Тестирование интеграции технологий 22
2.4 Способы масштабирования WEB-приложения 25
2.4.1 Описание проблем производительности WEB-клиента 25
2.4.2 Сравнение способов обновления данных в WEB-приложении
25
2.4.3 Решения проблемы очереди сообщений при большом потоке
данных на WEB-клиент 28
3 Разработка программного комплекса «Умная парковка» 31
3.1 Обзор аналогов 31
3.2 Описание системы 32
3.2.1 Состав системы 35
3.2.2 Поток данных в системе 36
3.2.3 Пользовательские сценарии 37
3.4.2 Разработка WEB-сервера 40
3.4.3 Создание базы данных 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 53
ПРИЛОЖЕНИЕ А 58
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 59
ПРИЛОЖЕНИЕ В 60
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 61
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 63
ПРИЛОЖЕНИЕ Е 65
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж 67
ПРИЛОЖЕНИЕ И 69
ПРИЛОЖЕНИЕ К 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Л 72
ПРИЛОЖЕНИЕ М 73
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ 7
ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 8
ВВЕДЕНИЕ 9
1 Постановка задачи 12
2 Исследование современных WEB-технологий 13
2.1 Описание стека технологий WEB-приложения 13
2.1.1 ДауаЗспрТбиблиотеки 13
2.1.2 С88-библиотеки 17
2.2 Интеграция стека технологий 20
2.3 Тестирование интеграции технологий 22
2.4 Способы масштабирования WEB-приложения 25
2.4.1 Описание проблем производительности WEB-клиента 25
2.4.2 Сравнение способов обновления данных в WEB-приложении
25
2.4.3 Решения проблемы очереди сообщений при большом потоке
данных на WEB-клиент 28
3 Разработка программного комплекса «Умная парковка» 31
3.1 Обзор аналогов 31
3.2 Описание системы 32
3.2.1 Состав системы 35
3.2.2 Поток данных в системе 36
3.2.3 Пользовательские сценарии 37
3.4.2 Разработка WEB-сервера 40
3.4.3 Создание базы данных 41
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 53
ПРИЛОЖЕНИЕ А 58
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 59
ПРИЛОЖЕНИЕ В 60
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 61
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 63
ПРИЛОЖЕНИЕ Е 65
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж 67
ПРИЛОЖЕНИЕ И 69
ПРИЛОЖЕНИЕ К 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Л 72
ПРИЛОЖЕНИЕ М 73
Актуальность темы исследования. Жители крупных мегаполисов постоянно сталкиваются с проблемой парковки автотранспорта. Даже при наличии многоуровневой площадки для парковки бывает затруднительно найти свободное место, так как водитель не в состоянии получить необходимую информацию за рулем автомобиля.
Современное поколение автовладельцев имеет достаточный уровень оснащения электронными устройствами, позволяющими ориентироваться в пространстве, однако парковки по-прежнему являются слепой зоной. Использование мобильных устройств является предпочтительным вариантом информационного обеспечения пользователей, однако не все автовладельцы являются активными пользователями смартфонов. Для таких клиентов необходимо предоставлять информацию в другом доступном виде. Следующее поколение водителей будет более готово к умным технологиям, которые необходимо реализовать. Разработки в направлении полностью автоматического управления автотранспортом также испытывают потребность в информационном обеспечении парковки.
Все эти факторы говорят о том, что использование небольших наглядных WEB-приложений в совокупности с технологиями распознавания изображения является перспективным направлением в создании различных компонентов в составе «умного» города.
Анализ актуальности обусловили выбор темы исследования: «Исследование и применение современных WEB-технологий для реализации программного комплекса «Умная парковка»».
Гипотеза исследования: Применение современных технологий WEB- программирования и разработанных подходов их интеграции в системе «умной парковки» существенно ускорит процесс разработки WEB- приложения «умной парковки», повысит удобство использования услуг парковок, позволит сократить расходы на вычислительные ресурсы.
Целью исследования является нахождение оптимального способа создания информационной системы «умной парковки», содержащей устройства для определения местоположения машин на парковке, подсказки для клиентов парковки и пользовательский интерфейс WEB-приложения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• анализ существующих решений в области информационных систем организации «умных парковок»
• составление схемы информационной системы и обоснование ее эффективной применимости
• выбор оптимальных средств разработки с учетом существующих критериев
• разработка, тестирование WEB-приложения для резервирования мест и мониторинга парковки
• оценить пути дальнейшей оптимизации потребляемых ресурсов и пути дальнейшего масштабирования системы
Объектом исследования является класс информационных систем для автоматизации работы парковочных комплексов.
Предметом исследования является веб-приложение для резервирования мест и мониторинга состояния мест парковки, а также для отображения схемы проезда к выбранному месту.
Методы исследования включают в себя:
• анализ, сравнение, систематизация и обобщение данных о существующих и разработанных способов автоматизации работы парковочных комплексов;
• апробация современных WEB-технологий при построении вебприложения;
• тестирование работы интерфейса на ПК;
• анализ технологий и подходов, позволяющих масштабировать и оптимизировать WEB-приложение;
Теоретической основой исследования стали:
• зарубежные исследования и решения по организации автоматизации работы парковочных комплексов;
• современные концепции и технологии разработки веб-приложений;
• документация к различным используемым в современном '^ЕВ- программировании фреймворков и библиотек.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования. Работа открывает направление исследований в области развития современных информационных и '^ЕВ-технологий, применения
информационных и '^ЕВ-технологий для улучшения качества жизни и комфорта как жителей России в целом, так и водителей в частности.
Выявлены, обоснованы и описаны преимущества информационных технологий как инструмента развития парковочных систем. Показано, что с помощью этого инструмента становится возможным повысить эффективность и удобство как крытых, так и открытых парковок, не потратив на это большое количество ресурсов.
Исследование показывает, что использование информационной системы «умной парковки» в традиционную систему парковок, включая охраняемые и неохраняемые парковки, не нарушает ее целостности, раскрывая при этом ее потенциал в решении проблем с очередями, переполненностью и безопасностью; а также в повышении удовлетворенности пользователей парковок - водителей.
Практическая значимость исследования. Проведен анализ традиционной системы парковок в городе Екатеринбург, а также нескольких похожих аналогов «умных парковок», создана схема предложенной парковки, создан рабочий макет парковки и прототип с рабочей программной и аппаратной частью.
1 Постановка задачи
На основе исследований современных '^ЕБ-технологий, разработать программный комплекс «Умная парковка», состоящий из трех частей:
1. Клиентская часть WEБ-приложения для резервирования парковочных мест.
2. Тестовый WEБ-сервер для реализации работы WEБ-приложения.
3. Тестовая база данных для реализации работы ’^ЕБ-приложения.
■^ЕБ-приложение должно представлять собой информационный сервис, позволяющий пользователю удаленно забронировать место на парковке, используя удобный пользовательский графический '^ЕБ- интерфейс, наглядно показывающий текущий статус парковочных мест.
Система должна обеспечивать:
• Выбор метода бронирования (автоматический или ручной);
• Визуализацию текущего статуса парковочных мест;
• Автоматическое бронирование ближайшего парковочного места и запись соответствующей информации в базу данных;
• Бронирование парковочного места пользователем вручную, то есть посредством клика на желаемое место парковки, статус которого выделен как «свободный»;
• Блокирование дальнейшего бронирования пользователем парковочных мест...
Современное поколение автовладельцев имеет достаточный уровень оснащения электронными устройствами, позволяющими ориентироваться в пространстве, однако парковки по-прежнему являются слепой зоной. Использование мобильных устройств является предпочтительным вариантом информационного обеспечения пользователей, однако не все автовладельцы являются активными пользователями смартфонов. Для таких клиентов необходимо предоставлять информацию в другом доступном виде. Следующее поколение водителей будет более готово к умным технологиям, которые необходимо реализовать. Разработки в направлении полностью автоматического управления автотранспортом также испытывают потребность в информационном обеспечении парковки.
Все эти факторы говорят о том, что использование небольших наглядных WEB-приложений в совокупности с технологиями распознавания изображения является перспективным направлением в создании различных компонентов в составе «умного» города.
Анализ актуальности обусловили выбор темы исследования: «Исследование и применение современных WEB-технологий для реализации программного комплекса «Умная парковка»».
Гипотеза исследования: Применение современных технологий WEB- программирования и разработанных подходов их интеграции в системе «умной парковки» существенно ускорит процесс разработки WEB- приложения «умной парковки», повысит удобство использования услуг парковок, позволит сократить расходы на вычислительные ресурсы.
Целью исследования является нахождение оптимального способа создания информационной системы «умной парковки», содержащей устройства для определения местоположения машин на парковке, подсказки для клиентов парковки и пользовательский интерфейс WEB-приложения.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
• анализ существующих решений в области информационных систем организации «умных парковок»
• составление схемы информационной системы и обоснование ее эффективной применимости
• выбор оптимальных средств разработки с учетом существующих критериев
• разработка, тестирование WEB-приложения для резервирования мест и мониторинга парковки
• оценить пути дальнейшей оптимизации потребляемых ресурсов и пути дальнейшего масштабирования системы
Объектом исследования является класс информационных систем для автоматизации работы парковочных комплексов.
Предметом исследования является веб-приложение для резервирования мест и мониторинга состояния мест парковки, а также для отображения схемы проезда к выбранному месту.
Методы исследования включают в себя:
• анализ, сравнение, систематизация и обобщение данных о существующих и разработанных способов автоматизации работы парковочных комплексов;
• апробация современных WEB-технологий при построении вебприложения;
• тестирование работы интерфейса на ПК;
• анализ технологий и подходов, позволяющих масштабировать и оптимизировать WEB-приложение;
Теоретической основой исследования стали:
• зарубежные исследования и решения по организации автоматизации работы парковочных комплексов;
• современные концепции и технологии разработки веб-приложений;
• документация к различным используемым в современном '^ЕВ- программировании фреймворков и библиотек.
Научная новизна и теоретическая значимость исследования. Работа открывает направление исследований в области развития современных информационных и '^ЕВ-технологий, применения
информационных и '^ЕВ-технологий для улучшения качества жизни и комфорта как жителей России в целом, так и водителей в частности.
Выявлены, обоснованы и описаны преимущества информационных технологий как инструмента развития парковочных систем. Показано, что с помощью этого инструмента становится возможным повысить эффективность и удобство как крытых, так и открытых парковок, не потратив на это большое количество ресурсов.
Исследование показывает, что использование информационной системы «умной парковки» в традиционную систему парковок, включая охраняемые и неохраняемые парковки, не нарушает ее целостности, раскрывая при этом ее потенциал в решении проблем с очередями, переполненностью и безопасностью; а также в повышении удовлетворенности пользователей парковок - водителей.
Практическая значимость исследования. Проведен анализ традиционной системы парковок в городе Екатеринбург, а также нескольких похожих аналогов «умных парковок», создана схема предложенной парковки, создан рабочий макет парковки и прототип с рабочей программной и аппаратной частью.
1 Постановка задачи
На основе исследований современных '^ЕБ-технологий, разработать программный комплекс «Умная парковка», состоящий из трех частей:
1. Клиентская часть WEБ-приложения для резервирования парковочных мест.
2. Тестовый WEБ-сервер для реализации работы WEБ-приложения.
3. Тестовая база данных для реализации работы ’^ЕБ-приложения.
■^ЕБ-приложение должно представлять собой информационный сервис, позволяющий пользователю удаленно забронировать место на парковке, используя удобный пользовательский графический '^ЕБ- интерфейс, наглядно показывающий текущий статус парковочных мест.
Система должна обеспечивать:
• Выбор метода бронирования (автоматический или ручной);
• Визуализацию текущего статуса парковочных мест;
• Автоматическое бронирование ближайшего парковочного места и запись соответствующей информации в базу данных;
• Бронирование парковочного места пользователем вручную, то есть посредством клика на желаемое место парковки, статус которого выделен как «свободный»;
• Блокирование дальнейшего бронирования пользователем парковочных мест...
В результате выполнения выпускной квалификационной работы была достигнута поставленная цель и выполнены поставленные задачи, а именно: проведено исследование современных WEB-технологии и библиотек, разработан программный комплекс «Умная парковка».
В результате исследования были выявлены основные проблемы при разработке WEB-интерфейса, проведен анализ и сравнение современных WEB-технологий, позволяющие решить данные проблемы, а также алгоритмы для масштабирования клиентской части WEB-приложения.
Программный комплекс включает в себе:
1. Базу данных, содержащую всю необходимую информацию для WEB-приложения в составе программного комплекса «Умная парковка».
2. WEB-сервер, предоставляющий WEB-клиенту API для манипуляции данными, хранящимися в базе данных, который можно масштабировать, переписав сервер, используя многопоточные технологии и разделив нагрузку, используя облачные технологии.
3. Пользовательский интерфейс, позволяющий посетителю парковки в реальном времени получать информацию о состоянии мест на парковке; бронировать себе любое из мест, выбирая место вручную или автоматически. Интерфейс может быть масштабирован для отображения множества парковочных пространств одновременно, например, в кластере. Более того, данное масштабирование, с учетом использования результатов исследования современных WEB-технологий и алгоритмов их эффективного применения визуально не потеряет производительность, в том числе при большом потоке данных с сервера на WEB-клиент.
Основные идеи и результаты исследования были представлены на 3 научных международных конференциях, проходивших в Екатеринбурге: «Информационные технологии, телекоммуникации и системы управления» (2015 г.), «Компьютерный анализ изображений: Интеллектуальные решения для промышленных сетей» (1ССА1’16) (2016 г.), Форум молодых ученых «ИТ: глобальные вызовы и новые решения» (2016 г.)
Результаты работы отражены в публикациях:
Папуловская Н.В. Рапопорт А.А. НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОВРЕМЕННОГО ВЕБ-ПРОГРАММИРОВАНИЯ / Н. В. Папуловская, А. А. Рапопорт // 2я Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Информационные технологии, телекоммуникации и системы управления": сборник докладов. — Екатеринбург: [УрФУ], 2016. — С. 342-345.
Папуловская Н.В., Рапопорт А.А. СИСТЕМА ВИДЕОРЕГИСТРАЦИИ АВТОТРАНСПОРТА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМФОРТНОЙ ПАРКОВКИ/ Н. В. Папуловская, А. А. Рапопорт// сборник научных трудов по материалам I Международной конференции «Компьютерный анализ изображений: Интеллектуальные решения в промышленных сетях (СА1-2016)». Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина; Под общей редакцией А. Г.Тягунова. 2016. С. 186-188.
Папуловская Н.В., Рапопорт А.А. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОГО СЕРВИСА ДЛЯ ПАРКОВКИ АВТОТРАНСПОРТА/ Н. В. Папуловская, А. А. Рапопорт // материалы форума молодых ученых «ИТ: глобальные вызовы и новые решения» (2016 г.): сборник докладов. — Екатеринбург: [УрФУ], 2016.
В результате исследования были выявлены основные проблемы при разработке WEB-интерфейса, проведен анализ и сравнение современных WEB-технологий, позволяющие решить данные проблемы, а также алгоритмы для масштабирования клиентской части WEB-приложения.
Программный комплекс включает в себе:
1. Базу данных, содержащую всю необходимую информацию для WEB-приложения в составе программного комплекса «Умная парковка».
2. WEB-сервер, предоставляющий WEB-клиенту API для манипуляции данными, хранящимися в базе данных, который можно масштабировать, переписав сервер, используя многопоточные технологии и разделив нагрузку, используя облачные технологии.
3. Пользовательский интерфейс, позволяющий посетителю парковки в реальном времени получать информацию о состоянии мест на парковке; бронировать себе любое из мест, выбирая место вручную или автоматически. Интерфейс может быть масштабирован для отображения множества парковочных пространств одновременно, например, в кластере. Более того, данное масштабирование, с учетом использования результатов исследования современных WEB-технологий и алгоритмов их эффективного применения визуально не потеряет производительность, в том числе при большом потоке данных с сервера на WEB-клиент.
Основные идеи и результаты исследования были представлены на 3 научных международных конференциях, проходивших в Екатеринбурге: «Информационные технологии, телекоммуникации и системы управления» (2015 г.), «Компьютерный анализ изображений: Интеллектуальные решения для промышленных сетей» (1ССА1’16) (2016 г.), Форум молодых ученых «ИТ: глобальные вызовы и новые решения» (2016 г.)
Результаты работы отражены в публикациях:
Папуловская Н.В. Рапопорт А.А. НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОВРЕМЕННОГО ВЕБ-ПРОГРАММИРОВАНИЯ / Н. В. Папуловская, А. А. Рапопорт // 2я Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Информационные технологии, телекоммуникации и системы управления": сборник докладов. — Екатеринбург: [УрФУ], 2016. — С. 342-345.
Папуловская Н.В., Рапопорт А.А. СИСТЕМА ВИДЕОРЕГИСТРАЦИИ АВТОТРАНСПОРТА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМФОРТНОЙ ПАРКОВКИ/ Н. В. Папуловская, А. А. Рапопорт// сборник научных трудов по материалам I Международной конференции «Компьютерный анализ изображений: Интеллектуальные решения в промышленных сетях (СА1-2016)». Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина; Под общей редакцией А. Г.Тягунова. 2016. С. 186-188.
Папуловская Н.В., Рапопорт А.А. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОГО СЕРВИСА ДЛЯ ПАРКОВКИ АВТОТРАНСПОРТА/ Н. В. Папуловская, А. А. Рапопорт // материалы форума молодых ученых «ИТ: глобальные вызовы и новые решения» (2016 г.): сборник докладов. — Екатеринбург: [УрФУ], 2016.
ИССЛЕДОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ WEВ-ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА «УМНАЯ ПАРКОВКА»
