CC BY
51
УДК 004:504.05
КОМПЛЕКСНОЕ ОПИСАНИЕ СОСТОЯНИЯ ЗАЩИЩЕННОСТИ ТЕРРИТОРИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
© 2015 В.А. Куделькин1, И.М., Янников2, М.В. Телегина2, Т.Г. Габричидзе1
1 Концерн «Интегра-С», г. Самара 2 Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова
Статья поступила в редакцию 06.11.2015
В статье описаны архитектура и функции интеллектуальной системы безопасности «ИНТЕГРА-4Д», с использованием разработанного авторами алгоритма получения комплексного описания состояния защищенности территории с использованием геоинформационной системы. Ключевые словя:геоинформационные системы, серверы и контроллеры безопасности, интегральная система безопасности домен, кластер.
Особенностью отображения данных о физической защищенности объектов в геоинформационной системе безопасности является применяемый единый, бесшовный виртуальный, четырехмерный мир, с возможностью интеграции, управления и анализа пространственно-временных данных от различных систем. В связи с чем в алгоритмы дополнительной обработки данных входят: объединение данных из различных источников и применение интерполяции, корреляция данных и событий, отображение устройств системы в виде иерархического дерева, инструменты поддержки принятия решений.
ПОЛУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ОПИСАНИЯ СОСТОЯНИЯ ЗАЩИЩЕННОСТИ ТЕРРИТОРИИ
Для обеспечения наглядности представления информации о состоянии безопасности группы объектов предлагается использовать живой и наглядный язык цифровых карт - средства картирования и моделирования, предоставляемые ГИС. Необходимая информация о состоянии систем безопасности нижнего уровня сопровождается цветовыми оценками состояния объектов (доменов) на карте в реальном масштабе времени: «зеленый» (0) - нормальное состояние; «желтый» (1) - ненормальная работа (сбои, отказы устройств, наладка); «оранжевый» (2) - опасность первого уровня (устраняемая на региональном уровне); «красный» (3) - глобальная опасность (рис. 1)
Куделькин Владимир Андреевич, генеральный директор. E-mail: [email protected]
Телегина Марианна Викторовна, кандидат технических наук, доцент. E-mail: [email protected] Янников Игорь Михайлович, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры «Техносферная безопасность». E-mail: [email protected]
Габричидзе Тамази Георгиевич, доктор технических наук, советник генерального директора. E-mail: [email protected]
С целью анализа процессов в ГИС и учета динамики изменения ситуации предлагается дополнить геоинформационную систему безопасности не просто видеоданными с места инцидента, а дополнить четвертым измерением - виртуальными изображениями (4D). Виртуальное изображение - это особая пространственно-временная модель реальных или абстрактных объектов и ситуаций, формируемая и существующая в программно-управляемой среде, и создающая возможность для интерактивного взаимодействия с наблюдателем [1].
Подсистема отображения представляет собой кроссплатформенное приложение, ключевой особенностью которого является единый, бесшовный виртуальный, четырехмерный мир, охватывающий всю огромные территории, эффективно интегрируя, управляя и анализируя пространственно-временные данные от различных систем.
Для построения виртуального мира используются данные приложения Open Street Map, которое позволяет добавляет данные с навигаторов Garmin и компьютера. Обладает топологической структурой данных - объекты - точка, линия, отношение, тег, сегмент. Можно редактировать с помощью Flash и Javascript редакторов [2,7].
В геоинформационной системе безопасности путем наложения слоев в зоны интереса добавляются данные из различных геоинформационных систем с помощью стандартных протоколов обмена геоданными (WMS, TMS, XYZ Tiles и т.д.). Все объекты, размещаемые в таком виртуальном мире, имеют географическую привязку и отображаются в соответствующем масштабе. Подсистема отображения позволяет добавлять, отображать и контролировать в виртуальном мире различные объекты, такие как здания и сооружения, подземные и наземные коммуникации, датчики интегрированных в геоинформационную систему безопасности (ГИСБ), объекты систем спутниковой навигации и т. д.
Рис. 1. Цветовые оценки состояния кластеров и доменов
Объекты виртуального мира могут иметь различную степень детализации, здания могут иметь только фасад и крышу или могут быть точной копией реального прототипа со всеми внутренними перекрытиями, стенами, дверями, инженерными системами и т.п. (рис. 2а). В подсистеме отображения реализована технология дополненной виртуальной реальности, представляющее собой видеоизображение, «наложенное» на объекты трехмерного мира, что позволяет более полно воспринимать информацию, т.е. видеть одновременно расположение видеокамеры в трехмерном пространстве и поступающее с нее видеоизображение (рис. 2в).
Технология создания 4Б-ГИС стала доступной с появлением в последней версии клиентской программы популярного сервиса Google Earth [3] поддержки отображения изменения объектов во времени. В ней невозможно гарантировать сохранность любых личных или секретных данных, а также интеграцию всего спектра оборудования систем безопасности и мониторинга.
Разработанная и программно реализованная в соответствии с приведенным алгоритмом интеллектуальная система безопасности «ИНТЕГРА-4Д» разработана на основе принципов открытых систем, с целью упрощения интеграции с другими системами. «Интегра-Планета-4Д» содержит открытые программные интерфейсы для инте-
грации с источниками информации и внешними информационными системами [4,7].
«Интегра Планета 4Б» применима для работы как с небольшими объектами, например, одиночными зданиями или подвижными средствами, так и с территориально протяженными объектами, такими как предприятия, районы, города, области, округа, Государства [5].
Все программные компоненты «Интегра-Планета-4Б» являются кроссплатформенными и работают под управлением операционных систем с открытым исходным кодом. Все подсистемы безопасности объединены в единую 4Б геоинформационную систему, представляющую ситуационный анализ территорий и объектов на многослойных 3Б картах с возможностью отображения событий и состояний. Это позволяет контролировать, обеспечивать централизованный мониторинг неограниченного числа объектов федерального значения, доводить до ответственных лиц по каналам связи оперативную и достоверную информацию о состоянии каждого локального комплекса и всей системы в целом, а так же принимать соответствующие решения к обстановке.
Построение системы позволяет постоянно расширять ее возможности. Благодаря этому пользователи могут динамически добавлять и обновлять программные модули без необходимости внесения изменений в основное приложение.
а - виртуальное изображение;
б - совмещение карты и реального изображения
в - совмещение виртуального и реальных изображений Рис. 2. Примеры использованных режимов отображения виртуальных изображений
Функциональные возможности:
• 4D: 3D - использование трехмерных моделей объектов с привязкой к географическим координатам на местности; 4 измерение - время. В результате мы получаем продукт, который создан для задач визуализации изменений объектов и состояния оборудования по времени, с возможностью как просмотра произошедших ранее событий в различном временном масштабе, так и прогнозирования будущих.
• Для получения картографических данных от сторонних систем (Open Street Map, ArcGIS, Панорама и др.) используется протокол WMS.
• Использование трехмерных планов объектов высокого качества на картах местности.
• Привязка к географическим координатам всех объектов, датчиков, камер и прочих устройств.
• Привязка видеоизображения к географиче-
ским координатам. Оператор выбирает на плане интересующее его место, обозначая его курсором мыши, и система сама выводит изображения с камер, в зону видимости которых входит указанное место.
• Поддержка авторизации пользователей через LDAP.
• Мониторинг состояния территорий, объектов, устройств различных типов на разных уровнях иерархии доступа.
• Трекинг - определение местоположения подвижных или мобильных объектов во времени (люди, автомобили, речные и морские суда и пр.).
• Формирование управленческих отчетов, агрегирование данных и представление в виде графических схем и диаграмм любых объектов системы.
• Динамическая настройка поведения системы в зависимости от ситуации.
• Отображение связей (физических и логических) всех устройств объекта.
• Отображение подземных и надземных коммуникаций, мониторинг их состояния.
• Интеграция подсистем видеонаблюдения, охранно-пожарной сигнализации, систем контроля и управления доступом и др.
Характерными особенностями системы «Интегра-Планета-4Б» является неограниченное количество объектов, удаленных рабочих мест и расстояния между объектами. «Интегра-Планета-4D» является единственным универсальным инструментом для мониторинга ситуаций на объектах, анализа складывающейся обстановки и прогнозирования ситуаций [7].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Берлянт A.M. Виртуальные геоизображения. М.:
Научный мир, 2001. 56 с.
2. Куделькин В. А. Интеграционная платформа «Интегра-Планета-4Б » // Труды международной научно-технической конференции «Перспективные информационные технологии» ПИТ 2015. Т.2. С. 278-271.
3. Google Планета Земля [Электронный ресурс] // URL: http://www.google.com/earth/ (Дата обращения:
10.12.2014).
4. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 17 декабря 2010 г. № 2299-р и по ГОСТ Р 22.1.12-2005 п.5.1.
5. Интегра-Планета-4Б: [Электронный ресурс] // URL: http://www.msu.ru/entrance/. (Дата обращения:
18.09.2015).
6. Распоряжение Правительства РФ от 17 декабря 2010 г. №2299-р «О плане перехода федеральных органов исполнительной власти и федеральных бюджетных учреждений на использование свободного программного обеспечения (2011-2015 годы)».
7. Куделькин В.А., С.Ю. Верединский, Е.П. Фомин. Создание «умного города»: монография. Самара: Самар. гос. экон. ун-т., 2014. 160 с.
COMPLETE DESCRIPTION OF THE STATE SECURITY AREAS WITH GEOINFORMATION SYSTEM
© 2015 V.A. Kudelkin1, M.V. Telegina2, I. M. Yannikov2, T.G. Gabrichidze1
1 Consortium «Integra-S», Samara 2 Izhevsk State Technical University named after M.T. Kalashnikov
The article describes the architecture and function of intellectual security «INTEGRA-4D», using an algorithm developed by the authors obtain comprehensive description of the state of protected areas using a geographic information system.
Keywords: Geographic information systems, servers and controllers security, integrated security domain cluster.
Vladimir Kudelkin, General Manager. E-mail: [email protected]
Marianna Telegina, Candidate of Technics, Associate Professor. E-mail: [email protected] Igor Yannikov, Doctor of Technics, Associate Professor, Professor at the Technosphere Safety Department. E-mail: [email protected]
Tamazi Gabrichidze, Doctor of Technics, Adviser of General Manager. E-mail: [email protected]
