CC BY
51СНИЖЕНИЕ РИСКОВ И ЛИКВИДАЦИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЧС
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЦИФРОВОЙ КОРОТКОВОЛНОВОЙ РАДИОСВЯЗИ В АРКТИКЕ
В.В. Папырин, кандидат юридических наук; В.К. Сидоров.
Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России
Представленная работа имеет познавательное значение, в ней представлены интересные данные об организации цифровой коротковолновой радиосвязи в Арктическом регионе Российской Федерации. Интересны факты о проведенных исследованиях и экспериментах в периоды организации различных экспедиций сотрудниками Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России. Рассматривается состояние системы радиосвязи в настоящее время и перспективы развития современной телекоммуникационной инфраструктуры в Арктической зоне Российской Федерации.
Ключевые слова: радиосвязь, цифровая радиосвязь, Арктика, короткие волны, спутниковая связь, прохождение радиоволн, ионосфера
SOME ASPECTS OF ORGANIZATION OF DIGITAL HF RADIO IN THE ARCTIC
V.V. Papyrin; V.K. Sidorov.
Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia
The presented work is of cognitive importance, it presents interesting data on the organization of digital short waves radio communication in the Arctic region of the Russian Federation. Interesting facts about the research and experiments conducted during the organization of various expeditions by the staff of the Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia. The current state of the radio communication system and prospects for the development of modern telecommunications infrastructure in the Arctic zone of the Russian Federation are considered.
Keywords: radio communication, digital radio communication, Arctic, short waves, satellite communication, radio waves, ionosphere
Освоение и развитие Арктической зоны Российской Федерации (АЗРФ) является сегодня одной из стратегических задач развития страны. При этом роль МЧС России, согласно принятой Правительством России стратегии развития Арктики [1], заключается в создании комплексной системы природно-техногенной безопасности населения и территорий в АЗРФ. Для этого в АЗРФ создаются 10 арктических комплексных аварийно-спасательных центров (АКАСЦ), пять из которых уже функционируют (Мурманский, Архангельский, Воркутинский, Нарьян-Марский и Дудинский).
Функции АКАСЦ заключаются в предупреждении и ликвидации последствий возможных чрезвычайных ситуаций (ЧС), оказании помощи при несчастных случаях при
дорожно-транспортных происшествиях, в местах охоты и рыбной ловли, спасении туристов и т.д. В связи с особенностями климата и географии, масштабностью и труднодоступностью территорий, для обеспечения эффективности деятельности спасательных формирований МЧС России важнейшим условием является надежная радиосвязь различных видов.
При этом Правительство Российской Федерации постановлением от 31 августа 2017 г. № 1064 внесло изменения в Государственную программу (Госпрограмма) Российской Федерации «Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации» [2].
Госпрограмма реализуется в три этапа:
- I этап - 2015-2017 гг.;
- II этап - 2018-2020 гг.;
- III этап - 2021-2025 гг.
Задачи Госпрограммы следующие:
- повышение качества жизни и защищенности населения на территории АЗРФ;
- создание условий для развития Северного морского пути в качестве национальной транспортной магистрали Российской Федерации в Арктике и развитие системы гидрометеорологического обеспечения мореплавания в его акватории;
- развитие науки, технологий и повышение эффективности использования ресурсной базы АЗРФ и континентального шельфа Российской Федерации в Арктике;
- повышение эффективности государственного управления социально-экономическим развитием АЗРФ.
Госпрограмма включает три подпрограммы:
- «Формирование опорных зон развития и обеспечение их функционирования, создание условий для ускоренного социально-экономического развития Арктической зоны Российской Федерации»;
- «Развитие Северного морского пути и обеспечение судоходства в Арктике»;
- «Создание оборудования и технологий нефтегазового и промышленного машиностроения, необходимых для освоения минерально-сырьевых ресурсов Арктической зоны Российской Федерации».
Реализация Госпрограммы позволит создать условия для ускоренного социально-экономического развития АЗРФ, достижения стратегических интересов и обеспечения национальной безопасности России в Арктике.
Новая редакция Госпрограммы разделила российское Заполярье на экономические опорные зоны. Территориальное деление было признано Правительством более эффективным, чем отраслевое.
Определены восемь опорных зон развития АЗРФ - Кольская, Архангельская, Ненецкая, Воркутинская, Ямало-Ненецкая, Таймыро-Туруханская, Северо-Якутская, Чукотская (рис. 1).
В каждой опорной зоне будет создан локальный Центр управления развитием опорной зоны, а в Санкт-Петербурге будет создан Главный центр управления развитием АЗРФ.
Для качественного выполнения задач, поставленных в Госпрограмме, а именно: сбора, предварительного анализа информации о ходе выполнения мероприятий от распределенных источников информации (органов местной власти, центров МЧС, МВД, министерств и ведомств и т.д.), визуализации информации (представление в форме для принятия решений), передачи визуализированной информации в Главный центр управления АЗРФ, принятия решений на региональном уровне, а также формирование базы данных по опорной зоне развития, необходимо создание сложной телекоммуникационной системы.
Одной из составляющих такой телекоммуникационной системы должна стать коротковолновая (КВ) сеть радиосвязи, вариант которой показан на рис. 2.
Рис. 1. Опорные зоны развития в соответствии с Государственной программой «Социально-экономического развития Арктической зоны Российской Федерации»
Рис. 2. Вариант КВ сети радиосвязи опорных зон развития в АЗРФ
Подразделения МЧС России, выполняющие поставленные задачи в АЗРФ, будут также являться составным звеном такой телекоммуникационной системы и использовать для обмена информацией и взаимодействия друг с другом каналы КВ и, с большой вероятностью, средневолновой радиосвязи.
В соответствии с современной политикой государства и требованиями руководящих документов, подразделения МЧС России выполняют задачи по обеспечению жизнедеятельности населения в АЗРФ. Одной из проблем, с которой столкнулись спасатели в Арктике, является проблема обеспечения качественной радиосвязью мобильных групп подразделений МЧС России, выполняющих задачи в удалении от населенных пунктов.
Так, например, при удалении на 30-40 км от г. Нарьян-Мар единственным источником обмена информацией остается система спутниковой телефонии «Иридиум».
Если не брать во внимание стоимость использования спутникового телефона и то, что это система неотечественного производства (а в современных условиях международной напряженности и санкций это немаловажно), даже она не может обеспечить полного покрытия территории в Арктическом регионе.
В связи с этим возникла необходимость предложить что-то новое, а может быть и забытое старое, для обеспечения связью в Арктике спасательных подразделений МЧС России. Однако сложные условия прохождения радиоволн в северных широтах создают большие проблемы при организации радиосвязи.
Еще в начале 30-х гг. прошлого столетия началось освоение Советской Арктики и Северного морского пути. Тогда под руководством Главсевморпути было создано множество метеостанций на островах и материковой части Арктики. Все они проводили обмен информацией с метеоцентрами, используя КВ радиостанции [3].
И сегодня более 80 лет спустя на метеостанциях Росгидромета в Арктическом регионе КВ канал радиосвязи остается важной частью коммуникации, однако используется в качестве резервного источника обмена информацией.
Большой опыт использования цифровой КВ радиосвязи накоплен в Научно-исследовательском институте Арктики и Антарктики Росгидромета (ААНИИ).
Для организации современного цифрового вида передачи данных используется модем фирмы SCS (Германия) - SCS P4 Dragon DR-7800. Модем позволяет передавать по КВ каналу файлы до 500 Кб, при максимальной скорости до 9,2 кБит/с, используя современный цифровой протокол PACTOR4.
Протокол PACTOR4 был разработан и начал продвигаться на рынке, начиная с 2010-2011 гг. Отличительными особенностями данного протокола цифровой радиосвязи (в том числе по сравнению с другими протоколами цифровой связи) являются высокая адаптивность и помехоустойчивость, а также относительно высокая (для КВ диапазона) скорость передачи данных. Все вышеуказанные данные позволяют успешно использовать данный вид связи в системе связи Росгидромета для организации обмена информацией между полярными автономными метеостанциями и базовыми материковыми станциями.
Для построения корпоративных КВ сетей электронной почты фирма SCS бесплатно предоставляет программное средство SCS Mail. Использование электронной почты позволяет передавать любые виды наблюдений в любом формате; обеспечивает обмен документами, файлами, программами [4].
На базе радиомодемов PACTOR и программного SCS Mail в ААНИИ разработана система распределенной сети КВ радиосвязи для труднодоступных станций Росгидромета. Примерная схема организации сети радиосвязи показана на рис. 3 [5].
Из данной схемы видно, что абонентская станция сети (удаленная метеостанция) для передачи информации связывается, в зависимости от прохождения радиоволн в данный момент времени, с одной из базовых станций сети, которая, получив информацию, форвардирует ее в сеть Интернет по указанному адресу электронной почты корреспондента. Таким образом, имея базовые станции в разных регионах Российской Федерации, обеспечивается гарантированная передача информации между удаленными метеостанциями и Центром сбора данных Росгидромета.
Начиная с 2016 г., сотрудниками Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России, совместно с сотрудниками ААНИИ, проводились испытания распределенной цифровой системы КВ радиосвязи с использованием модема PACTOR4. В 2016 г. была организована автомобильная экспедиция по маршруту Челябинск - Нукус - Самарканд - Туркестан - Аральск -Челябинск, в ходе которой был использован КВ канал радиосвязи для передачи электронной почты с использованием модема PACTOR4. Мобильная станция была организована на базе автомобиля «Шевроле Каптива». Базовыми станциями выступили штатные радиостанции Росгидромета, расположенные в Санкт-Петербурге, г. Архангельске и г. Красноярске.
В том же 2016 г. была организована экспедиция на остров Кашина, расположенный в Заполярье, в Коровинской губе, в устье реки Печора. Работа велась из полевых условий с использованием КВ радиоканала и цифровой технологии PACTOR4. Транзитными станциями выступали радиостанции Росгидромета в г. Архангельске и Санкт-Петербурге [6].
В июле 2018 г., в экспедиции «Вместе по Русскому Северу 2018», которая проходила на шхуне «Онежская жемчужина» по Онежскому озеру через Беломорский канал на Соловецкие острова, в качестве резервного канала связи был также использован канал КВ радиосвязи с цифровым модемом PACTOR4. Базовой станцией для транзита сообщений выступала радиостанция ААНИИ, недавно организованная на базе полевого лагеря Ладога на Ладожском озере. Полевой пункт связи был организован в местах ночевки экспедиции на островах Онежского озера, в Беломорском канале и на островах в Белом море. Удачное расположение базовой радиостанции (открытая местность, близость водной поверхности) обеспечило организацию качественной радиосвязи во время всей экспедиции [7].
Таким образом, во всех вышеуказанных испытаниях моделировалась работа по организации цифровой КВ радиосвязи мобильной группы из удаленного района.
<- Основной маршрут передачи информации по КВ радиосвязи
<...... Обходные (резервные) маршруты передачи информации КВ радиосвязи
Ч Широкополосные (высокоскоростные) каналы связи базовых станций с центрами сбора данных (ЦКС)
Рис. 3. Примерная схема организации распределенной сети КВ радиосвязи Росгидромета (ВСС - ведомственная сеть связи; УГМС - управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды)
Проведенные исследования показали актуальность создания современной межведомственной сети КВ радиосвязи в АЗРФ. Несмотря на то, что КВ радиосвязь, особенно в высоких широтах, не позволяет гарантировать возможность передачи информации в любой момент времени, ее значение в условиях Крайнего Севера трудно переоценить.
Такая сеть с наибольшей вероятностью может быть организована между подразделениями МЧС России и станциями Росгидромета, расположенными в АЗРФ. Другие ведомства (например, Министерство обороны, Федеральная служба безопасности и др.), выполняющие поставленные задачи в Арктике, по причине своей закрытости не заинтересованы, по понятным причинам, в создании совместных сетей радиосвязи. Однако как для подразделений МЧС России, так и для полярных станций и других метеорологических подразделений Росгидромета, в условиях тотальной оптимизации материальных ресурсов, такая совместная объединенная сеть может обеспечить более
качественное выполнение поставленных задач в Арктическом регионе Российской Федерации.
Было бы вполне логичным создание ретрансляционных станций объединенной межведомственной сети на базе АКАСЦ МЧС России, с одной стороны, и пунктов сбора информации Росгидромета, с другой.
В различных структурах, прежде всего, силовых идет «обкатка» новой техники КВ связи с прицелом на развертывание в национальных масштабах резервной государственной системы связи.
В перспективе распределенная объединенная сеть КВ радиосвязи Росгидромета и других ведомств могла бы и должна стать ее частью.
Литература
1. Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года. URL: http://government.ru/info/18360/ (дата обращения: 22.05.2019).
2. О новой редакции государственной программы «Социально-экономическое развитие Арктической зоны Российской Федерации». URL: http://government.ru/docs/29164/ (дата обращения: 22.05.2019).
3. Воробьев А.В. Организация радиосвязи в Арктике // Советская Арктика. 1935. № 3 (окт.). С. 37-41.
4. SCS (Special Communications Systems), Германия. URL: http://www.scs-ptc.com (дата обращения: 22.05.2019).
5. Кузьмичев А.П. Проблемы организации связи с труднодоступными и полярными станциями // Российские полярные исследования. 2014. № 3 (17). С. 24-27.
6. Организация радиосвязи подразделений МЧС России, выполняющих задачи в Арктическом регионе: отчет о НИР (заключительный) / рук. С.Г. Рекунов. СПб., 2016. 49 с.
7. Организация радиосвязи подразделений МЧС России, выполняющих задачи в Арктическом регионе: отчет о НИР (заключительный) / рук. В.В. Папырин. СПб., 2018. 56 с.
References
1. Strategiya razvitiya Arkticheskoj zony Rossijskoj Federacii i obespecheniya nacional'noj bezopasnosti na period do 2020 goda. URL: http://government.ru/info/18360/ (data obrashcheniya: 22.05.2019).
2. O novoj redakcii gosudarstvennoj programmy «Social'no-ekonomicheskoe razvitie Arkticheskoj zony Rossijskoj Federacii». URL: http://government.ru/docs/29164/ (data obrashcheniya: 22.05.2019).
3. Vorob'ev A.V. Organizaciya radiosvyazi v Arktike // Sovetskaya Arktika. 1935. № 3 (okt.). S. 37-41.
4. SCS (Special Communications Systems), Germaniya. URL: http://www.scs-ptc.com (data obrashcheniya: 22.05.2019).
5. Kuz'michev A.P. Problemy organizacii svyazi s trudnodostupnymi i polyarnymi stanciyami // Rossijskie polyarnye issledovaniya. 2014. № 3 (17). S. 24-27.
6. Organizaciya radiosvyazi podrazdelenij MCHS Rossii, vypolnyayushchih zadachi v Arkticheskom regione: otchet o NIR (zaklyuchitel'nyj) / ruk. S.G. Rekunov. SPb., 2016. 49 s.
7. Organizaciya radiosvyazi podrazdelenij MCHS Rossii, vypolnyayushchih zadachi v Arkticheskom regione: otchet o NIR (zaklyuchitel'nyj) / ruk. V.V. Papyrin. SPb., 2018. 56 s.
