Основные программно-технические решения по созданию в объединенной системе оперативно-диспетчерского управления подсистемы оповещения Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 002 2:614.84:35

А.П. Попов к.т.н., С.П. Каменев (ООО «НПО «Сенсор»),

ОСНОВНЫЕ ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО СОЗДАНИЮ В ОБЪЕДИНЕННОЙ СИСТЕМЕ ОПЕРАТИВНО-ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОДСИСТЕМЫ ОПОВЕЩЕНИЯ

Рассмотрен системный подход при создании АС ОСОДУ. В основу построения заложены сетевые принципы, реализованные на WEB-технологиях

А.П. Попов

CM. Каменев

Одним из основных критериев выбора тех или иных программнотехнических решений при проектировании и создании подсистемы оповещения в автоматизированной системе объединенной системы оперативно-диспетчерского управления (АС ОСОДУ является критерий «эффективность/стоимость».

В основе увеличения соотношения «эффективность/стоимость» при создании и развитии систем связи, в том числе и подсистемы оповещения АС ОСОДУ, лежит процесс интеграции информационных потоков. В идеале сеть электросвязи, используемая для оповещения, должна быть безразлична к виду передаваемой информации (голос, данные, теле- и видеоинформация).

На практике же разные сети, как правило, рассчитывались на передачу информации только одного вида. Развитие новых видов услуг связи не всегда и не сразу сопровождается появлением соответствующих новых сетей, и в течении некоторого времени старые сети используются и для передачи другого вида информации (характерный пример — использование модемов для передачи данных по аналоговым телефонным сетям). Уже достаточно давно используются сети, предназначенные как для телефонной связи, так и для передачи данных и сигналов телематических служб (ISDN), а в последние годы строится все больше сетей, которые можно назвать интегральными, так как они изначально создавались для передачи всех видов информации (АТМ).

На территории России исторически сложилось, что до недавнего времени аналоговые сети связи характеризовались узкой специализацией. Для каждого вида информации существовала, по меньшей мере, одна сеть, которая транспортировала информацию данной службы. Следствием такой специализации является наличие большого количества выделенных сетей, каждая из которых требует собственно построения, производства и технического обслуживания. При этом свободные ресурсы не могут использоваться другой сетью. Это позволяет сделать вывод, что существующим аналоговым системам передачи присущ ряд недостатков, основными из которых являются:

— зависимость от вида передаваемой информации;

— отсутствие гибкости, так как транспортные системы не адаптируются к изменениям со стороны систем управления к объемам передаваемой информации, к скорости передачи, времени доставки и достоверности;

— низкая эффективность используемых ресурсов.

Это утверждение справедливо и для подсистемы оповещения АС ОСОДУ.

Поэтому, если следовать системному подходу при создании АС ОСОДУ, то необходимо иметь единую цифровую транспортную систему, позволяющую передавать все виды информации, распределяя ее сетевые ресурсы на динамической основе. Это позволит обеспечить:

— гибкость и адаптацию подсистемы к изменению уровня пользователей к объему, скорости, качеству и достоверности передаваемой информации;

— повышения использования имеющихся транспортных ресурсов;

— снижение затрат на проектирование, строительство и эксплуата-

Научно-технические разработки

Научно-технические разработки

ционно-техническое обслуживание всей телекоммуникационной подсистемы АС ОСОДУ, в том числе и подсистемы оповещения.

Таким образом, основными направлениями создания и развития подсистемы оповещения должностных лиц территориальной подсистемы РСЧС и взаимодействующих дежурно-диспетчерских служб в рамках АС ОСОДУ следует считать:

1. Переход на цифровую аппаратуру оповещения и сопряжение автоматизированных систем оповещения (АСО) муниципальных образований с локальными системами оповещения (ЛСО) потенциально опасных объектов и дежурно-диспетчерских служб (ДДС), входящих в ОСОДУ, по цифровым каналам связи;

2. Использование обходных путей при организационно-техническом построении подсистемы оповещения;

3. Комплексное применение каналов проводного, радио и телевизионного вещания в подсистеме оповещения;

4. Применение систем мобильной радиосвязи (сотовой, пейджинговой и транкинговой) для решения задач оповещения населения и различных должностных лиц органов управления;

5. Повышение уровня надежности программно -технических средств оповещения и подсистемы оповещения в целом в составе АС ОСОДУ;

6. Совершенствование эксплуатации программнотехнических средств оповещения.

Эволюционные изменения в телекоммуникационном пространстве, возросшие возможности и производительность терминального оборудования легли в основу программно-аппаратного комплекса автоматизированной системы оповещения АСО, разработанного в инициативном порядке и серийно выпускаемого группой предприятий «Сенсор», «Сен-сор-М» и «ЭЛЕС». Комплекс разработан на основе современных информационных технологиях, системотехнические решения выполнены на основе международных стандартов ITU, IEEE, CCITT и др.

Этот программно-аппаратный комплекс позволяет создать автоматизированные системы оповещения на базе современных информационных и телекоммуникационных технологий, что позволит совместить функции управления, оповещения, сбора и обмена информацией в Автоматизированных системах объединенной системы оперативно-диспетчерского управления. В системе предполагается использовать существующие ныне электросирены, сети государственных и ведомственных АТС и АМТС, сети проводного вещания и интегрированные в них электронные сирены, радиовещательные станции и каналы звукового сопровождения телевидения.

В качестве каналов связи предполагается использовать как цифровые каналы связи со скоростями 64 Кбит/с, 2048 Кбит/с и выше, так и аналоговые телефонные коммутируемые или выделенные каналы связи.

Подсистема оповещения — это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных средств интегрирован-

ный в АС ОСОДУ. Она состоит из следующих компонентов:

— компьютеров;

— операционных систем и специального программного обеспечения;

— специального оборудования предназначенного для управления оконечными устройствами;

— сетевых приложений.

Таким образом, весь комплекс аппаратных и программных средств подсистемы оповещения, как и вся АС ОСОДУ может быть представлен многослойной моделью.

В основе первого слоя лежит аппаратный слой стандартных компьютерных платформ. Набор компьютеров в сети должен соответствовать набору соответствующих задач решаемых АС ОСОДУ и, в частности, подсистемой оповещения, а именно:

— передача команд оповещения, прием квитанций и результатов оповещения, автоматический поиск обходного пути при отказах основных каналов связи;

— циркулярное оповещение должностных лиц по служебным и домашним телефонам в сетях АМТС, АТС и сотовой связи;

— включение и выключение электросирен;

— переключение программ радиотрансляционных узлов, радиовещательных станций для передачи информации населению;

дистанционное тестирование работоспособности терминального оборудования, оконечных устройств и каналов связи.

Второй слой это коммуникационное оборудование. Коммуникационное оборудование образует корпоративную сеть передачи данных и речи. Коммуникационное оборудование на различных уровнях управления РСЧС должно поддерживать основные протоколы, используемые в локальных и глобальных вычислительных сетях.

Третий слой образует программную платформу сети и представляет собой операционные системы. От того, какие концепции управления локальными и сетевыми ресурсами заложены в основу сетевой операционной системы, зависит надежность и эффективность работы, как системы оповещения, так и всей АС ОСОДУ. При проектировании подсистемы оповещения важно учитывать простоту взаимодействия ее программно-технических средств с другими операционными системами, которые используются в АС ОСОДУ, обеспечение безопасности информации, до какой степени позволяет наращивать количество пользователей и т.д.

Четвертый слой — это сетевые приложения, включающие сетевые базы данных, почтовые системы, средства архивирования, коллективной работы и т.д.

При разработке подсистемы оповещения АС ОСОДУ на базе программно-аппаратного комплекса АСО максимум внимания был уделен вопросам стандартизации и модульности, так как суть АС ОСОДУ - это объединение в единое целое разных программно-технических средств, имеющих разное функциональное назначение, а значит, проблема совместимости яв-

Рис.1. Одна из современных видов электросирен

ляется наиболее важной. При разработке комплекса за основу были взяты открытые спецификации. Это придало системе следующие преимущества:

— возможность построения системы оповещения из аппаратных и программных средств разных производителей;

— возможность интеграции ее в АС ОСОДУ и КСА потенциально-опасных объектов с целью создания ЛСО;

— возможность замены отдельных компонентов системы другими, более совершенными, что позволяет развивать ее с минимальными затратами;

— простота сопряжения существующих и вновь создаваемых систем централизованного оповещения гражданской обороны с АС ОСОДУ;

— простота освоения и эксплуатационно-технического обслуживания подсистемы оповещения.

Все это позволило создать подсистему оповещения АС ОСОДУ, включающую в себя следующие унифицированные функциональные подсистемы:

— систему оповещения населения (СОН);

— автоматизированную систему оповещения (АСО).

В качестве основного коммуникационного стека принят наиболее распространенный стек протоколов TCP/IP. Это обусловлено тем, что любая операционная система включает программную реализацию этого стека в комплекте поставки.

Таким образом, концептуально — подсистема оповещения, как и вся АС ОСОДУ есть частный случай распределенных вычислительных сетей. Причем на уровне управления оконечными устройствами ее следует рассматривать как мультипроцессорную систему, внутри уровня управления ГОЧС как многомашинную систему, и в целом при создании многоуровневой системы как вычислительную сеть с ярко выраженной архитектурой клиент — сервер, с сетевыми службами, представляющими собой распределенные программы. Одновременно с системными распределенными программами в подсистеме оповещения выполняются и распределенные пользовательские программы — приложения. Распределенные приложения также состоят

из нескольких частей, каждая их которых выполняет какую-то определенную законченную работу по решению прикладной задачи. Например, одна часть приложения, выполняющаяся компьютером, поддерживает специализированный интерфейс, вторая — занимается обработкой введенных пользователем данных, третья

— заносит полученные результаты в СУБД и т.д.

Таким образом, система оповещения АСО/СГС-22-М — первая полностью цифровая автоматизированная система централизованного оповещения с интегрированной в нее многоканальной системой записи и являющаяся составной частью АС ОСОДУ. В основу построения заложены сетевые принципы, реализованные на Web-технологиях.

Программно-аппаратный комплекс предназначен для построения автоматизированных систем оповещения органов управления ОСОДУ и РСЧС и информирования населения и персонала объектов любого уровня сложности и масштабов, от спорткомплексов, торговых центров, гостиниц, потенциально опасных объектов, до городов и субъектов РФ.

Система предполагает возможность использования существующих ныне электросирен (рис. 1), сетей государственных и ведомственных АТС и АМТС, радиотрансляционных узлов и радиовещательных станций. Она состоит из интеллектуальных равноценных подсистем (сегментов) городов, муниципальных образований и потенциально опасных объектов экономики, объединенных в единую сеть цифровыми или аналоговыми каналами связи. Запуск системы или подсистем осуществляется, как циркулярно, так и выборочно в зависимости от обстановки и развития ЧС на подведомственной территории. Передача команд, подтверждение принятия и протоколов их выполнения осуществляется в автоматическом режиме в реальном масштабе времени с обязательной их регистрацией и распечаткой результатов. Корректировка баз данных, создание вариантов оповещения, диагностика и тестирование аппаратных и программных средств и т.п. осуществляется по паролям доступа с любой ПЭВМ системы. Эта система бладает высокой функциональностью, гибкой топологией, что в сочетании с простотой инсталляции и масштабируемостью делает систему доступной для пользователей различных министерств, ведомств и хозяйствующих субъектов.

Аппаратные и программные средства, встроенные в устройства и базовые компоненты системы оповещения, позволяют осуществлять запись аудиосигналов без дополнительных внешних устройств обработки и хранения звука. Примененные в системе решения, базирующиеся на цифровых технологиях, система управления и переключения программ радиовещательных станций обеспечивают трансляцию аудиосигналов с высоким качеством.

Программное обеспечение комплекса работает под управлением операционной системы Windows NT / Windows 2000/ Windows XP и СУБД MSSQL Server 2000. Основные сетевые протоколы - NetBEUI, IPX/SPX и TCP/IP.

Научно-технические разработки

Научно-технические разработки

Сетевые решения, реализованные в подсистеме оповещения, обеспечивают возможность конфигурации свойств компонентов системы своего и подчиненных уровней управления с ПК, осуществлять удаленный доступ к мониторингу состояния оборудования и оконечных устройств, установку программного обеспечения, настройку системы и запуск, заранее запрограммированных ситуаций оповещения нижних уровней управления используя стандартный набор инструментов пользователя Интернета. Реализовано основное преимущество сетевой архитектуры — простота инсталляции системы, как на объектовом, так и на местном уровнях управления подсистемы РСЧС и возможность неограниченного добавления в нее новых сегментов.

Структура системы оповещения АС ОСОДУ города представлена на рис. 2.

Функциональные подсистемы АСО и СОН реализуются посредством интеграции в структурных комплексах АС ОСОДУ. Их функционирование обеспечивают следующие структурные подсистемы АС ОСОДУ:

— система управления эксплуатацией АС ОСОДУ (СУЭ);

— интегрированная система связи и передачи данных.

Управляющая ПЭВМ предназначена для выполнения основной управляющей программы системы, хранения баз данных, связи с системами оповещения центрами ЕДДС подчиненных уровней управления и запасным командным пунктом. Модемы могут подключаться к ПЭВМ через модемную стойку и расширитель последовательных портов или через последовательные порты компьютера (RS-232), в зависимости от требуемого количества модемов (т.е. одновременно используемых линий связи).

Технологическая ПЭВМ предназначена для разгрузки управляющей ПЭВМ и обеспечения расширяемости системы. Необходимость её наличия, а также требуемое количество таких ПЭВМ, зависит от количества центров ЕДДС подчиненных уровней управления, перспектив развития системы и должна определяться при проектировании и опытной эксплуатации системы для конкретного региона. Связь между Управляющей и технологической ПЭВМ должна осуществляться средствами локальной вычислительной сети. К технологической ПЭВМ подключается Автоматизированная Система Оповещения на 32-64 канала (АСО-32 или АСО-64), предназначенная для оповещения абонентов своего уровня управления и аварийного оповещения абонентов подчиненных уровней управления. Кроме

Радиоточки

Рис. 2. Схема организации подсистемы оповещения

того, к этой же ПЭВМ подключается и Система оповещения населения (СОН), предназначенная для управления сиренами, радиотрансляционными узлами, радиовещательными станциями, каналами звукового сопровождения телевидения и СГС-22-М своего уровня и подчиненных уровней при отказе одного из них.

Система поддерживает многоуровневую модель управления, которая реализуется путем передачи команд управления с центра ЕДДС старшего уровня управления на центр ЕДДС нижнего уровня управления и КСА ПОО, проведение ими оповещения в автоматическом режиме и сбора информации о результатах оповещения/тестирования. При этом центр ЕДДС оповещает должностных лиц, производит запуск сирен и перехват РТУ зоны своей ответственности, а также передает команду запуска оповещения на центр ЕДДС нижнего уровня управления. Центры ЕДДС нижнего уровня управления производят в автоматическом режиме оповещение должностных лиц, запуск сирен и перехват РТУ зон своей ответственности.

КСА ПОО и центры ЕДДС нижнего уровня управления имеет возможность проведения оповещения по своей инициативе.

В случае выхода из строя одного из КСА центров ЕДДС, старший центр ЕДДС имеет возможность прямого оповещения абонентов, запуска сирен и управления РТУ этого ПУ, используя копию базы данных этого ПУ и собственную аппаратуру оповещения, работая через выход на МГТС.

Таким образом, подсистема оповещения АС ОСО-ДУ имеет следующие возможности:

оповещение практически неограниченного числа абонентов по служебным, домашним и сотовым телефонам; абонентским приемникам СПРВ и по системе передачи данных (передача формализованных сообщений);

— тип передаваемых сообщений: для АСО — речевое сообщение длительностью до 60 сек, для — СОН речевое сообщение с неограниченной длительностью;

— оповещение абонентов за время не более 5 минут при заданной конфигурации АСО;

— прием квитанций от абонентов о доставке сообщения и формирование отчета (только для телефонной сети и сети передачи данных);

— прием квитанций от оконечных устройств начале и окончании передачи информации для населения и формирование отчета (только для телефонной сети и сети передачи данных);

— выбор режима оповещения — циркулярный, групповой или индивидуальный;

— передача команд оповещения, прием квитанций и результатов оповещения, автоматический поиск обходного пути при отказах основных каналов связи;

— циркулярное оповещение должностных лиц в сетях АМТС, АТС, сотовых сетях связи;

— выбор режима работы, длительности звучания и включение электросирен;

— включение и переключение программ радио-

трансляционных узлов, СГС-22-М, радиовещательных станций для передачи информации населению;

— дистанционное тестирование работоспособности оконечных устройств и систем управления.

Сценарий оповещения по различным ситуациям закладывается в базы данных каждого ПУ на этапе подготовки.

В сценарий оповещения должны включаться следующие данные:

— список лиц подлежащих оповещению и номер текста сообщения;

— перечень сирен, которые необходимо запустить и режим их работы;

— список РТУ, СГС-22 которые необходимо перехватить (запустить), режим их работы и номер текста сообщения

— перечень ПУ нижнего уровня подлежащих оповещению и индекс (название ситуации) по которому они должны произвести оповещение в зоне своей ответственности.

Система предоставляет возможность оперативного формирования нестандартной схемы оповещения.

Свойства каждого элемента и оконечных устройств подсистемы оповещения могут быть определены и оптимизированы индивидуально в соответствии с прогнозом возможной обстановки. Индивидуально, для каждого уровня управления системы РСЧС определяются компоненты системы централизованного оповещения (СЦО), типы входных сигналов и алгоритм участия в работе системы централизованного управления старшего и подчиненных уровней управления. Система обеспечивает неограниченное количество уровней оповещения, 16 зон озвучивания и информирования на объектовом и местном уровнях управления и обладает банками абонентов циркулярного оповещения по телефонам пользователей системы, абонентов АТС, электросирен С-40, усилительно-коммутационных блоков СГС-22-М, узлов проводного вещания, радиовещательных станций, каналов звукового сопровождения и речевых сообщений и имеет 99 уровней приоритета — что в сочетании с распределенной архитектурой позволяет решать задачи оповещения любого уровня сложности. Она соответствует требованиям международных стандартов и имеет встроенные функции мониторинга и диагностики аппаратуры и оконечных устройств.

Таким образом, сетевые технологии и оптиковолоконные сети позволяют создавать подсистему оповещения АС ОСОДУ с действительно распределенной топологией, в которой необходимые управляющие и оконечные устройства могут подключаться в любой точке и одновременно использоваться в ней на разных уровнях управления ОСОДУ, но при этом подсистема оповещения остается под управлением старшего уровня управления. При этом предлагаемые технические решения по созданию подсистемы оповещения АС ОСОДУ предусматривают возможность сопряжения на программном и аппаратном уровнях с аппаратурой оповещения П-160, П-164 и П-166 на всех уровнях управления РСЧС и ГО.

Научно-технические разработки