Інформаційна система оптимізації та аналізу ефективності вантажоперевезень

Abstract

Транспортний сектор відіграє ключову роль в економіці України, особливо в умовах зростання глобалізації та обсягів міжнародної торгівлі, що підвищує вимоги до швидкості, точності та економічності вантажних перевезень. Ефективна логістика сприяє розвитку експорту аграрної продукції, металургії, машинобудування та інших галузей, а також є важливим фактором для залучення іноземних інвестицій та розвитку малого і середнього бізнесу [3]. Війна в Україні істотно вплинула на логістичний бізнес країни: значна частина інфраструктури була пошкоджена або зруйнована, багато компаній призупинили свою діяльність [2]. Переважна частина вітчизняних вантажів тепер перетинає кордон за допомогою залізничного та автомобільного транспорту, прямуючи до морських портів Гамбурга, Румунії та країн Балтії. Завдяки зосередженню держави на оптимізації перетину кордону комерційними вантажами прогнозується щорічне зростання перевезень. Цьому також сприяє заміщення морської логістики автоперевезеннями. У зв'язку з цим виникає необхідність у сучасних інформаційних системах, які допоможуть будувати оптимальні та логістично обґрунтовані маршрути з урахуванням зон воєнних дій [1]. Метою дослідження є розробка інтегрованої інформаційної системи «LogiTrack», яка оптимізує процеси вантажоперевезень та підвищує їх ефективність шляхом впровадження передових інструментів аналізу та управління для диспетчерів та водіїв. У першому розділі проведено детальний аналіз літературних та інтернет-джерел, розглянуто основні методи оптимізації логістичних процесів, досліджено сучасні підходи до управління автопарком та використання алгоритмів машинного навчання для аналізу даних. Проаналізовано існуючі системи-аналоги, описано їх принципи роботи та виявлено недоліки, що зумовлюють необхідність розробки нової, більш адаптованої до сучасних викликів системи. У другому розділі здійснено системний аналіз об'єкта дослідження. Для візуалізації ієрархії між цілями та засобами їх досягнення побудовано дерево цілей, визначено генеральну мету та підцілі. Створено концептуальну модель системи за допомогою UML-діаграм, які відображають структуру, функціональність та взаємодію компонентів системи. У третьому розділі обґрунтовано вибір технічних засобів для розробки інформаційної системи. Проведено порівняльний аналіз сучасних технологій для фронтенд та бекенд розробки, їх сильних та слабких сторін. В результаті прийнято рішення використовувати фреймворк Angular для розробки графічного інтерфейсу, що забезпечує високу продуктивність, масштабованість та кросплатформеність. Для серверної частини обрано ASP.NET Core, що гарантує надійність, безпеку та ефективну інтеграцію з базою даних. Мовою програмування використано C#, а в якості СУБД – PostgreSQL, яка забезпечує стабільність, масштабованість та підтримку складних запитів. У четвертому розділі представлено детальний опис роботи розробленої інформаційної системи «LogiTrack». Наведено скріншоти інтерфейсу, що підтверджують функціональність системи. Спроектовано та реалізовано базу даних з детальним аналізом таблиць, зв'язків. Описано програмні модулі та класи, які реалізують основні задачі системи, включаючи алгоритми оптимізації маршрутів, управління автопарком та замовленнями. Розроблено інтуїтивно зрозумілий графічний інтерфейс, що забезпечує зручне управління всіма аспектами логістичних операцій. Впроваджено можливість інтеграції з картографічними сервісами для реального часу відстеження транспорту та оперативного реагування на зміни в дорожній ситуації. Об'єктом дослідження є процес управління вантажоперевезеннями в логістичній галузі, зосереджений на операційній взаємодії між диспетчерами, водіями та клієнтами. Предметом дослідження є створення та впровадження інформаційної системи, яка оптимізує ефективність вантажоперевезень через розширений функціонал веб застосунку. Результатом дослідження є створений веб-застосунок «LogiTrack» для оптимізації процесів вантажоперевезень, призначений для диспетчерів, водіїв та власників логістичних компаній. Система спрощує керування автопарком, замовленнями, допомагає будувати оптимальні маршрути з урахуванням актуальної дорожньої обстановки. Вона забезпечує інтеграцію з зовнішніми сервісами, підтримує багатокористувацький режим та має можливість масштабування для подальшого розширення функціоналу. Впровадження системи «LogiTrack» сприятиме підвищенню ефективності логістичних операцій, зниженню витрат, покращенню якості обслуговування клієнтів та конкурентоспроможності логістичних компані. Це особливо актуально в умовах необхідності швидкої адаптації до змін на ринку та забезпечення стійкості бізнесу.The transportation sector plays a key role in Ukraine's economy, especially in the context of increasing globalization and the volume of international trade, which raises demands for speed, accuracy, and cost-effectiveness in freight transportation. Efficient logistics promote the development of exports in agricultural products, metallurgy, machinery manufacturing, and other industries. It is also an important factor for attracting foreign investment and the development of small and medium-sized businesses [3]. The war in Ukraine has significantly impacted the country's logistics business: a substantial part of the infrastructure has been damaged or destroyed, and many companies have suspended their activities [2]. The majority of domestic freight now crosses the border using rail and road transport, heading to seaports in Hamburg, Romania, and the Baltic countries. Due to the state's focus on optimizing border crossings for commercial cargo, an annual increase in transportation is projected. This is also facilitated by the replacement of maritime logistics with road transport. In this context, there is a need for modern information systems that will help construct optimal and logistically justified routes, taking into account the zones of military actions [1]. The aim of the study is to develop an integrated information system "LogiTrack" that optimizes freight transportation processes and enhances their efficiency by implementing advanced analysis and management tools for dispatchers and drivers. In the first chapter, a detailed analysis of literature and internet sources was conducted, the main methods of optimizing logistics processes were considered, and modern approaches to fleet management and the use of machine learning algorithms for data analysis were explored. Existing analogous systems were analyzed, their operating principles were described, and shortcomings were identified that necessitate the development of a new system more adapted to current challenges. In the second chapter, a systematic analysis of the research object was carried out. A goal tree was constructed to visualize the hierarchy between goals and the means to achieve them, defining the general goal and sub-goals. A conceptual model of the system was created using UML diagrams, which reflect the structure, functionality, and interaction of the system's components. In the third chapter, the choice of technical means for developing the information system was substantiated. A comparative analysis of modern technologies for frontend and backend development was conducted, highlighting their strengths and weaknesses. As a result, a decision was made to use the Angular framework for developing the graphical interface, ensuring high performance, scalability, and cross-platform compatibility. ASP.NET Core was chosen for the server part, guaranteeing reliability, security, and effective integration with the database. The programming language used is C#, and PostgreSQL was selected as the DBMS, providing stability, scalability, and support for complex queries. In the fourth chapter, a detailed description of the developed information system "LogiTrack" is presented. Screenshots of the interface are provided, confirming the system's functionality. The database was designed and implemented with a detailed analysis of tables and relationships. Software modules and classes that implement the main tasks of the system are described, including algorithms for route optimization, fleet management, and order processing. An intuitive graphical interface was developed, providing convenient management of all aspects of logistics operations. Integration capabilities with mapping services were implemented for real-time vehicle tracking and prompt response to changes in road conditions. The object of the study is the freight transportation management process in the logistics industry, focusing on the operational interaction between dispatchers, drivers, and clients. The subject of the study is the creation and implementation of an information system that optimizes freight transportation efficiency through an expanded functionality of a web application. The result of the study is the developed web application "LogiTrack" for optimizing freight transportation processes, intended for dispatchers, drivers, and owners of logistics companies. The system simplifies fleet and order management, helps build optimal routes considering the current road situation. It provides integration with external services, supports multi-user mode, and has the potential for scaling to expand functionality further. The implementation of the "LogiTrack" system will contribute to increasing the efficiency of logistics operations, reducing costs, improving customer service quality, and enhancing the competitiveness of logistics companies. This is especially relevant in the context of the need for rapid adaptation to market changes and ensuring business stability.