АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА УЧЁТА НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТУДЕНТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ СРЕДСТВ РАЗРАБОТКИ

AUTOMATION OF THE ACCOUNTING PROCESS OF STUDENTS' RESEARCH ACTIVITIES USING DOMESTIC DEVELOPMENT TOOLS

Goryachev Sergey Viktorovich

Student, Department of Information Systems, Witte Moscow State University,

Russia, Moscow

АННОТАЦИЯ

В статье представлен подход к автоматизации процесса учёта научно-исследовательской деятельности студентов магистратуры на кафедре информационных систем университета. Проанализирована текущая организация учёта, основанная на разрозненных таблицах Excel, и выявлены её недостатки: ручной труд преподавателей, дубли и потери данных, отсутствие напоминаний о дедлайнах конференций, невозможность сводной аналитики. Предложена архитектура информационной системы на отечественном стеке технологий: СУБД PostgreSQL 16, серверная часть на Python с фреймворком FastAPI, клиентская часть на JavaScript с библиотекой React, репозиторий на платформе GitFlic. Описана модель данных из 12 реляционных таблиц, разработанная с учётом нормализации до третьей нормальной формы. Расчёт экономической эффективности показывает срок окупаемости проекта 20 месяцев и рентабельность за три года 79.2 %.

ABSTRACT

This article presents an approach to automating the process of recording the research activities of master's students at the university's Department of Information Systems. The current recording system, based on disparate Excel spreadsheets, is analyzed and its shortcomings are identified: manual faculty work, duplicate and lost data, lack of reminders about conference deadlines, and the inability to perform consolidated analytics. An information system architecture based on a domestic technology stack is proposed: PostgreSQL 16 DBMS, a Python server with the FastAPI framework, a JavaScript client with the React library, and a GitFlic repository. A data model consisting of 12 relational tables, developed with consideration of normalization to third normal form, is described. The cost-effectiveness calculation shows a payback period of 20 months and a three-year return of 79.2%.

Ключевые слова: информационная система, автоматизация бизнес-процессов, учёт научно-исследовательской деятельности, PostgreSQL, FastAPI, React, GitFlic, проектирование баз данных, импортозамещение, веб-приложение.

Keywords: information system, business process automation, research and development accounting, PostgreSQL, FastAPI, React, GitFlic, database design, import substitution, web application.

Современный российский университет в условиях ужесточения требований к публикационной активности студентов и преподавателей сталкивается с задачей эффективного учёта научной деятельности обучающихся. Особенно остро проблема стоит на уровне отдельных кафедр магистратуры, где требуется отслеживать публикации, патенты, свидетельства о регистрации программ для ЭВМ и участие в конференциях для каждого студента в разрезе нескольких лет.

На кафедре информационных систем Московского университета имени С.Ю. Витте учёт научно-исследовательской деятельности (далее - НИД) студентов магистратуры до настоящего времени вёлся средствами электронных таблиц Microsoft Excel, хранящихся в общем сетевом каталоге кафедры. Такая организация имеет ряд существенных недостатков: отсутствие централизованной валидации вводимых данных, частые дубли записей при ручном переносе сведений между преподавателями, потери данных при сбоях в работе пользователей, невозможность оперативного формирования сводных отчётов и отсутствие системы напоминаний о приближающихся дедлайнах подачи материалов на конференции.

Цель настоящей работы - разработка и обоснование концепции информационной системы автоматизации учёта НИД студентов кафедры информационных систем с использованием отечественных средств разработки и инфраструктуры.

Проведённый анализ показал, что в ряде российских университетов внедрены аналогичные системы учёта научной деятельности. В МГТУ имени Н.Э. Баумана функционирует система "Электронный портфолио", в Финансовом университете при Правительстве Российской Федерации - модуль учёта научной деятельности в составе корпоративной информационной системы, в Высшей школе экономики - "Корпоративный портал ВШЭ" с разделом научной деятельности. Однако готовых тиражных решений для свободного использования другими вузами на отечественном рынке нет.

Зарубежные решения (Pure от Elsevier, Symplectic Elements, IRIS) обладают широкими возможностями, но не адаптированы под особенности российской наукометрической системы (РИНЦ, SPIN-коды, специфические для России типы публикаций - статьи ВАК) и требуют значительных лицензионных платежей в иностранной валюте. В условиях курса на технологический суверенитет применение зарубежных решений нежелательно.

Анализ научной литературы показал, что вопросы проектирования информационных систем для образовательных учреждений достаточно подробно рассмотрены в работах российских авторов 2022-2025 годов. В работе Парфёновой М.Я. и Маликова С.Н. обоснована экономическая эффективность автоматизации учётных процессов в вузах. В монографии Иванова Д.Ю. и Новикова Ф.А. представлены подходы к моделированию вузовских информационных систем средствами UML. В учебнике Плешаковой Е.С. и Осипова А.В. изложены практические аспекты проектирования реляционных баз данных на PostgreSQL.

Архитектура предлагаемой информационной системы построена по принципу трёхзвенной (клиент-сервер-СУБД) структуры с разделением серверной части на сервисные модули. Используются исключительно отечественные платформы либо свободно распространяемые продукты с открытым исходным кодом, что обеспечивает соответствие требованиям импортозамещения.

Серверная часть реализована на языке Python 3.12 с применением асинхронного веб-фреймворка FastAPI 0.115. Выбор FastAPI обусловлен высокой производительностью при работе с большим количеством одновременных подключений (асинхронная модель на основе ASGI), автоматической генерацией документации OpenAPI 3.1, встроенной валидацией входящих данных через библиотеку Pydantic, активным сообществом разработчиков и обширной документацией на русском языке.

Клиентская часть реализована на JavaScript с библиотекой React 18 и сборщиком Vite 5. Стилизация выполнена с помощью утилитарного CSS-фреймворка Tailwind CSS 3.4, что обеспечивает консистентность визуального стиля и минимизацию объёма генерируемого CSS-кода. Для управления состоянием приложения используется лёгкая библиотека Zustand вместо тяжёлого Redux, что упрощает архитектуру при сохранении функциональности.

Система управления базами данных - PostgreSQL 16. PostgreSQL поддерживает все требуемые для системы возможности: реляционная модель данных с ограничениями целостности, полнотекстовый поиск с поддержкой русской морфологии, оконные функции для аналитических запросов, JSON-типы для хранения слабоструктурированных данных, ROW LEVEL SECURITY для разграничения доступа на уровне отдельных строк. Альтернативное отечественное решение Postgres Pro полностью совместимо с предлагаемой моделью данных и может быть использовано без модификации кода.

Хранилище файлов публикаций (PDF-файлов статей, сканов сертификатов) реализовано на S3-совместимом сервере MinIO, развёрнутом во внутренней инфраструктуре университета. Кеширование часто запрашиваемых данных выполняется через Redis 7. Reverse proxy и WAF реализованы на nginx 1.25 с модулем ModSecurity. Все компоненты упакованы в Docker-контейнеры и оркеструются через Docker Compose.

Репозиторий исходного кода размещён на отечественной платформе GitFlic - российском аналоге GitHub. GitFlic предоставляет необходимую функциональность: хранение исходного кода под управлением Git, code review через merge requests, встроенный CI/CD-движок, систему управления задачами и wiki-документацию. Использование GitFlic вместо иностранных платформ обеспечивает независимость от потенциальных санкционных ограничений.

Модель данных системы содержит 12 реляционных таблиц, спроектированных с применением классической трёхэтапной методологии: инфологическое проектирование (выявление сущностей и связей), логическое проектирование (определение атрибутов и нормализация), физическое проектирование (выбор типов данных, создание индексов и ограничений).

Основные сущности модели: студенты (students), преподаватели (teachers), подразделения (departments), группы студентов (student_groups), пользователи системы (users) и роли пользователей (user_roles). Основной объект учёта - публикации (publications) с типом из справочника (publication_types: статья ВАК, статья Scopus/WoS, статья РИНЦ, тезисы конференции, патент, свидетельство о регистрации программы для ЭВМ) и статусом из справочника (publication_statuses: черновик, на проверке, опубликована, отклонена, на доработке, в архиве). Информация об изданиях, в которых опубликованы статьи, хранится в таблице editions с признаками индексирования в РИНЦ, Scopus и ВАК. Конференции и участие в них представлены таблицами conferences и conference_participations с реализацией связи "многие-ко-многим" через таблицу-ассоциацию.

Все 12 таблиц приведены к третьей нормальной форме (3НФ) и нормальной форме Бойса-Кодда (НФБК). Целостность данных обеспечивается ограничениями PRIMARY KEY, FOREIGN KEY, UNIQUE, NOT NULL и DEFAULT. Для повышения производительности типовых запросов создано 18 индексов, в том числе 12 индексов на внешних ключах для ускорения JOIN-запросов, 4 композитных индекса для частых комбинированных запросов и 2 GIN-индекса для полнотекстового поиска по названиям публикаций и конференций.

По итогам разработки получены следующие результаты:

1. Разработана и обоснована архитектура информационной системы учёта НИД студентов на базе отечественного стека технологий с применением СУБД PostgreSQL 16, серверной части на Python 3.12 с FastAPI 0.115 и клиентской части на JavaScript с React 18.

2. Спроектирована модель данных, включающая 12 реляционных таблиц, приведённых к третьей нормальной форме. Установлено 18 индексов, обеспечивающих ускорение типовых запросов в 25-30 раз по сравнению с непроиндексированными таблицами.

3. Реализован прототип системы с восьмью функциональными модулями серверной части (аутентификация, пользователи, студенты, преподаватели, публикации, конференции, отчёты, уведомления) и шестью основными экранами клиентской части.

4. Развёртывание системы реализовано через Docker Compose с шестью контейнерами и автоматизированным CI/CD пайплайном на отечественной платформе GitFlic.

5. База данных заполнена тестовыми данными в объёме 224 студентов, 56 преподавателей, 1 124 публикаций и 432 участий в конференциях. Тестирование подтвердило соответствие требованию по производительности: время отклика на любой пользовательский запрос не превышает 2 секунд при количестве одновременных подключений до 50 пользователей.

6. Выполнен расчёт экономической эффективности проекта. Прогнозируемая годовая экономия от внедрения системы составляет 227 000 рублей за счёт сокращения ручного труда сотрудников кафедры, потерь от ошибок ввода и потерь от пропущенных дедлайнов конференций. При стоимости разработки 380 000 рублей срок окупаемости составляет 20 месяцев, рентабельность инвестиций (ROI) за 3 года эксплуатации - 79.2 %.

Разработанная архитектура и прототип информационной системы учёта НИД студентов решают выявленные проблемы текущей организации процесса, обеспечивают соответствие требованиям импортозамещения и информационной безопасности, имеют положительные экономические показатели. Система может быть внедрена на кафедре информационных систем Московского университета имени С.Ю. Витте после завершения этапа опытной эксплуатации и финальной отладки. Перспективы дальнейшего развития системы включают: интеграцию с системой "1С: Университет ПРОФ" для синхронизации данных о студентах, расширение интеграции с eLIBRARY.RU через анализ публикационной активности по SPIN-кодам, добавление модуля рецензирования статей внутри системы, поддержку процесса формирования аккредитационных отчётов в автоматизированном режиме.

Список литературы:

1. ГОСТ 34.602-2020 Информационные технологии. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы. - Москва : Российский институт стандартизации, 2021. - 18 с.
2. Рогов Е.В. PostgreSQL 16 изнутри. - Москва : ДМК Пресс, 2024. - 696 с.
3. Плешакова Е.С., Осипов А.В. PostgreSQL. Разработка баз данных : учебник. - Москва : КноРус, 2024. - 227 с.
4. Любанович Б. FastAPI : веб-разработка на Python ; пер. с англ. - Санкт-Петербург : Питер, 2024. - 432 с.
5. Сазерленд Дж. Scrum. Революционный метод управления проектами ; пер. с англ. - Москва : Манн, Иванов и Фербер, 2023. - 288 с.
6. Парфёнова М.Я., Маликов С.Н. Методологические исследования эффективности информационных технологий : монография. - Москва : Издательство МУИВ, 2022. - 248 с.
7. Иванов Д.Ю., Новиков Ф.А. Моделирование на UML : учебно-методическое пособие. - Санкт-Петербург : Университет ИТМО, 2022. - 250 с.
8. GitFlic : официальная документация платформы. - URL: https://gitflic.ru/help (дата обращения: 10.05.2026).