CC BY
256
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕРНЕТ-ТЕХНОЛОГИЙ В ИНФОРМАЦИОННОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ОПЕРАТИВНОГО ДИСТАНЦИОННОГО МОНИТОРИНГА ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Лысенко И.В., доктор технических наук, ведущий научный сотрудник Российского научно-технического центра информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия (ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ») Федоров М.Н., инженер-программист общества с ограниченной ответственностью «Инженерные системы и технологии, разработка
и Анализ» (ООО «ИСРА»)
В настоящей статье проведен анализ использования интернет-технологий (Web-технологий) в автоматизации оперативного дистанционного мониторинга инженерно-технических конструкций и систем зданий и сооружений (АСМ). Актуальной задачей является объединение интернет-технологий с различными системами и средствами промышленной автоматизации. Результатом объединения выступает единая интегрированная система, обеспечивающая обмен информацией между приложениями на различных устройствах в неоднородной распределенной среде.
Ключевые слова: Интернет-технологии, информационное обеспечение, мониторинг, инженерно-технические сооружения, автоматизированная система управления.
USAGE OF INTERNET TECHNOLOGIES IN INFORMATION PROVISIONING OF
AUTOMATED SYSTEMS OF RAPID REMOTE MONITORING OF ENGINEERING
AND TECHNOLOGICAL STRUCTURES OF BUILDINGS AND CONSTRUCTIONS
Lysenko I., doctorate degree of economic sciences, head researcher at Russian Science and Technology Center of Information on Standardization, Metrology and Conformity Assessment (FSUE «STANDARTINFORM») Fedorov M., programmer engineer, ISRA, JSC
The article analyses of usage of internet technologies (web-technologies) in information provisioning of automated systems of rapid remote monitoring of engineering and technological structures of buildings and constructions. The urgency of this task is in unification of internet-technologies with various systems and means of industrial automatization. The result of unification is in unified integrated system providing the exchange of information between applications on various devices in non-homogeneous distributed environment.
Keywords: internet technologies, information provisioning, monitoring, engineering and technical constructions, automated system of management.
Введение.
Интернет-технологии прочно интегрируются в нашу жизнь. Миллионы людей по всему миру повсеместно используют Всемирную Сеть Интернет (World Wide Web). Интернет проникает во все сферы деятельности человека. Автоматизированные системы диспетчеризации и мониторинга (SCADA-системы, Supervisory Control and Data Acquisition - дистанционное управление и сбор данных) не исключение.
Очевидным преимуществом Сети Интернет является ее протяженность и распределенность, что позволяет передавать информацию на тысячи километров между двумя точками земного шара. Кроме того, Сеть Интернет обладает стандартизацией передаваемых данных, что обеспечивает читаемость, информативность и однозначность передаваемых данных, вне зависимости от операционной системы, в которой осуществляется работа. Эту возможность дает применение стандартного протокола передачи TCP/IP.
Анализ Web-технологий в контексте современных требований к автоматизированным системам мониторинга, диспетчеризации и сбора данных.
Развитие Интернет-технологий повлекло за собой повышение запросов по комфорту и сервису, что приводит к необходимости совершенствовать средства управления.
Базовые требования к АСМ, SCADA-системам:
- снижение первоначальных затрат;
- интеграция автоматизированных систем управления (АСУ) в существующие инфраструктуры информационных и коммуникационных систем. Использование стандартных и открытых протоколов;
- единый пользовательский интерфейс для управления всеми инженерными системами здания (освещение, вентиляция, лифты, пожарная сигнализация, доступ и др.) и мониторинга состояния инженерно-технических конструкций зданий и сооружений;
- независимость от поставщиков на случай будущей реконструкции системы;
- снижение затрат на эксплуатацию, обслуживание и энергоснабжение;
- мобильное управление зданием в любое время, из любого места, без задержек;
- наличие центров технической поддержки.
Web-технологии позволяют эффективно реализовывать вышеизложенные требования за счет:
- снижения стоимости функционирования системы вследствие удаленного управления (отсутствует необходимость постоянного присутствия человека на объекте, на труднодоступном объекте);
- снижения стоимости обслуживания благодаря удаленной диагностике, отладке, обновлению программного обеспечения (снижаются затраты на командировки);
- широкого выбора готовых технических решений, аппаратных и программных средств общепромышленной автоматизации (серверного и коммутационного оборудования, вторичных источников питания и устройств управления), обеспечивающего максимально возможный уровень стандартизации и унификации.
Анализ Web-технологий в контексте реализации основных функций автоматизированных систем мониторинга.
Активное развитие и распространение Internet и Intranet-тех-нологий стало основой Web-концепции построения систем диспетчерского управления и сбора данных, оперативного дистанционного мониторинга инженерно-технических конструкция и инженерных систем зданий и сооружений. Интеграция Всемирной Сети Интернет, SCADA-систем и АСМ позволяет использовать следующие возможности:
- обеспечение своевременной и точной информацией мобильного руководителя, ведущего инженера или оператора системы о состоянии объекта, отдельных параметров системы, датчиков. При этом используется единый пользовательский интерфейс одинаково отображаемый на различных устройствах. Для организации взаимодействия пользователя с интерфейсом АСМ используется веб-клиент (так называемый «тонкий клиент»). В качестве тонкого клиента может выступать любой веб-браузер, например, Internet Explorer или Mozilla Firefox. Следовательно, не требуется устанавливать дополнительное программное обеспечение на пользовательских компьютерах, планшетах и т.п. Тонкий клиент снижает нагрузку на устройства клиента (конечного пользователя) за счет обработки сложной вычислительной логики на мощном центральном сервере и отображении на машине клиента уже конечной обработанной информации (рис. 1);
Рис. 1. Пользовательский интерфейс АСМ
Файл Правка Вид Журнал Закладки Инструменты Справка
Г] Ноте-Управление произ... Я Цавходдцие — облегченны... ^ || пВходящие — облегченны... К ||Г:ОПЕРАТИВНЫЙ ДИСТ... И ||Г]ОПЕРАТИВНЫЙ ДИС:
а #
ф I ИЕ localhost odin expert_report2.php
@Disablev XCookiesv /CSSv QFonnsv |ш Images ^ О Information^ gMiscellaneousv . 'Outline^ ^ Resize v XToolsv ■ View Sourcev ,i()ptions^
a 24.07.2013
Рис. 2. Отчет о текущем состоянии объекта
Рис. 3. Управляющие воздействия в интерфейсе АСМ
- использование электронной почты как средство оповещения о появлении аварийной или кризисной ситуации на объекте;
- генерация отчетов о текущем состоянии объекта. Отчет создается произвольной формы на основе HTML(XML)-шаблона. Развитие интернет-технологий позволило визуализировать данные на стороне клиента, например используя JavaScript, AJAX, Flash и анимированных GIF-файлов (рис. 2);
- осуществлять управляющие воздействия из обыкновенного браузера без инсталляции дополнительного программного обеспечения на клиентских устройствах (рис. 3). Веб-страница может воспринимать действия пользователя, например, нажатие кнопок, заполнение форм и передавать их серверу. Сервер в ответ формирует новую веб-страницу с элементами, измененными в соответствии с действиями пользователя. Выполняется это с помощью CGI-сценария (Common Gateway Interface), PHP-скрипта, которой располагается непосредственно на сервере. Название «сценарий» или «скрипт» связано с тем, что программа не транслируется в исполняемый код, а выполняется непосредственно, с помощью интерпретатора языка. Для среды Windows фирма Microsoft предложила технологию ASP.NET (Active Server Pages), которая позволяет создавать веб-страницы, находящиеся на сервере и содержащие код сценариев C#, JavaScript или VBScript.
Однако наряду с достоинствами Web-технологий есть и недостатки в их применении:
- надежность канала связи;
- скорость передачи информации;
- различные угрозы нарушения безопасности.
Связь между клиентами и сервером(ами) АСМ выполняется по телефонным каналам связи, которые могут быть проводными, оптоволоконными или радио (в том числе сотовыми).
Вопрос стоимости каналов связи, остро стоявший еще 5-7 лет назад, очень быстро теряет свою актуальность, из-за сильной конкуренции среди компаний, предоставляющих услуги Интернет. Для
особо важных объектов необходимо резервировать канал связи.
При применении Web-технологий основная часть визуальной динамики пользовательского интерфейса исполняется на клиентском компьютере, а с сервера передаются только данные об объекте автоматизации. Таким образом, существенно снижаются требования к пропускной способности Интернет-канала.
Для защиты информации от несанкционированного доступа, вредоносных программ и хакерских атак необходимо принимать целый комплекс мер и отслеживать современные тенденции в этой области (оперативно проверять правильность действий пользователя при заполнении форм до передачи страницы на сервер. Серверные Web-технологии размещать на центральном сервере и защищать от прямого доступа к ним со стороны пользователя.). Проблема обеспечения конфиденциальности стоит очень остро. Для безопасной передачи данных по публичным каналам используется метод организации виртуальных частных сетей VPN (virtual private network). При его применении за счет шифрования внутри публичной сети создаются частные каналы, недоступные для посторонних лиц. Однако все усилия по обеспечению конфиденциальности передачи данных будут бессмысленными, если злоумышленник получит непосредственный доступ к важным узлам системы. Наряду с традиционным способом аутентификации с помощью логина и пароля могут применяться способы аутентификации с использованием цифровых сертификатов и аппаратных средств для их применения - смарт-карты и токены (специальных USB-устройств), а также с помощью крипто-калькуляторов и различных биометрических решений.
Выводы.
В статье проведен анализ использования интернет-технологий в автоматизации мониторинга инженерных систем и инженерно-технических конструкций. Показано, что возможности Web-техно-логий позволяют эффективно реализовать основные функции АСУ при помощи дистанционного управления и визуализации данных на удаленных компьютерах.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ К РАЗРАБОТКЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ЭТАПЕ ИСПЫТАНИЙ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Лысенко И.В., д.т.н., ведущий научный сотрудник Российского научно-технического центра информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия (ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ») Рассказов С.С., инженер-программист общества с ограниченной ответственностью «Инженерные системы и технологии, разработка
и Анализ» (ООО «ИСРА»)
Фёдоров М.Н., инженер-программист общества с ограниченной ответственностью «Инженерные системы и технологии, разработка
и Анализ» (ООО «ИСРА»)
В настоящей статье представлены некоторые рекомендации к разработке математического и программного обеспечения систем обработки измерительной информации на этапе испытаний технических систем (ТС) в условиях возникновения «неклассических» ситуаций, касающихся неопределённости вероятностных моделей погрешностей измерений, некорректности задач оценивания характеристик ТС по косвенным измерениям, организации вычислительных процедур на этапе принятия решения о соответствии характеристик ТС заданным требованиям.
Keywords: information, measurement, system, mathematical provisioning, software.
PRACTICAL RECOMMENDATIONS TO DEVELOPMENT OF MATHEMATICAL
AND SOFTWARE PROVISIONING FOR SYSTEMS OF ASSESSMENT INFORMATION PROCESSING ON A STAGE OF TECHNICAL SYSTEMS TESTING
Lysenko I., doctorate degree of economic sciences, head researcher at Russian Science and Technology Center of Information on Standardization, Metrology and Conformity Assessment (FSUE «STANDARTINFORM») Rasskazov S., programmer engineer, ISRA, JSC Fedorov M., programmer engineer, ISRA, JSC
The article provides certain recommendations to development of mathematical and software provisioning for systems of assessment information processing on a stage of technical systems testing in the conditions of «non-standard» situations concerning the ambiguities of probability models for estimation errors, irregularity of tasks of TS characteristics estimation via indirect measurements, organization of calculation procedures on the decision-taking stage on conformity of TS characteristics with the given requirements.
Ключевые слова: информация, измерение, обработка, система, математическое обеспечение, программное обеспечение.
Введение.
В рамках концептуальной модели системы математической обработки измерительной информации, обеспечивающей испытания технических систем (ТС) с целью подтверждения соответствия их характеристик заданным требованиям, можно выделить следующие уровни обработки и соответствующие им классы задач:
