CC BY
84СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
УДК 623.9
Системы управления в корабельных комплексах связи.
Этапы развития и пути совершенствования
Николашин Ю.Л., Винокур М.В.
Аннотация. Рассматриваются вопросы развития и совершенствования корабельных средств связи. Проведен анализ технического уровня и тенденций развития систем управления комплексов связи надводных кораблей от корабельных диспетчерских пультов для радиопередающих устройств (30-40-е годы), коммутаторов выносных постов связи и пультов радистов-операторов (50-60-е годы), аппаратуры централизованного дистанционного управления (70-80-е годы), автоматизированных комплексов связи (80-90-е годы), систем автоматизированного управления и контроля (90-е годы XX века), до аппаратуры сопряжения и коммутации средств связи, интегрированных комплексов связи, интегрированных систем сопряжения и коммутации, а также автоматизированных информационно-управляющих подсистем многофункциональных интегрированных комплексов связи - в наши дни.
Ключевые слова: система управления средствами связи; комплекс связи надводного корабля; технические средства; многофункциональный интегрированный комплекс связи.
Когда речь заходит о том или ином комплексе связи (КС), устанавливаемом на любом объекте ВМФ (надводный корабль, подводная лодка, береговой объект связи, вспомогательное судно и т. д.), то, в первую очередь, имеют ввиду систему управления (СУ) техническими средствами в данном комплексе. Объясняется это тем, что состав средств, входящих в любой комплекс связи, практически одинаков для данного заказчика. Такое оборудование как: средства шифровальной аппартуры связи (ШАС), станции спутниковой связи, комплексы видеоконференцсвязи, набор антенно-фидерных устройств (АФУ), радиоприемные устройства (РПУ) и радиостанции (РСТ) различных диапазонов частот определяются однозначно заказчиком - Службой связи ВМФ, и, как правило, изготавливаются и поставляются предприятиями - единственными поставщиками данной продукции. Незначительные отличия в составе комплекса могут быть только в выборе радиопередающих средств, оконечных и коммутационных устройств. Существенные отличия в комплектации оборудования по номенклатуре (типу) и количественному составу будут изменяться для различных объектов установки.
Системы управления и, соответственно, комплексы связи, в интересах ВМФ, поставляют в настоящее время несколько предприятий:
- для надводных кораблей и вспомогательных судов: АО «НИИ «Нептун», АО «ОНИИП», ЗАО «ПКБ «РИО», ЗАО «СПТБ «Звездочка», ИТЦ «КБ «Связьморпроект» АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», ПАО «Интелтех»;
- для подводных лодок: АО «РИМР», АО «Прибой», ПАО «Интелтех», ИТЦ «КБ «Связьморпроект» АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»;
- береговых объектов: АО «НИИ «Нептун», АО «ОНИИП», АО «НТИ «Радиосвязь», ПАО «Интелтех».
Далее в статье будут рассмотрены только СУ комплексов связи надводных кораблей.
Система управления в общем виде, представляет собой часть комплекса связи, выполняющая функции централизованного дистанционного управления его составными элементами по формированию (расформированию) и контролю трактов связи и управления средствами комплекса в процессе подготовки трактов к осуществлению по ним связи [1].
Система управления имеет уровень автоматизации, соответствующий конкретному классу (рангу, проекту) корабля, судна, объекта [2].
Состав СУ зависит от количества постов и операторов связи. В неё входят:
- рабочее место оператора (дежурного по связи);
- антенные и трактовые коммутаторы;
- коммутаторы ШАС и оконечных средств связи;
- аппаратура управления и контроля работоспособности средств комплекса связи.
Первоначально, при некомплексированном использовании КС, управление
средствами связи осуществлялось с лицевых панелей, все оборудование различных трактов связи было жестко сопряжено между собой, в случае необходимости изменения в трактах связи производились вручную гибкими шлангами (кабелем).
В последствии были разработаны специальные диспетчерские пульты для дистанционного управления радиопередающими устройствами (РПДУ) с приемного радиоцентра. Эти пульты были установлены на всех крейсерах постройки 1937-1941 гг. После окончания Великой Отечественной войны, с учетом анализа техники связи, установленной на кораблях германских ВМС, были созданы выносные посты связи (ВПС), пульты радистов-операторов (ПРО), пульты буквопечатающей связи, предназначенные для обмена информацией с береговыми пунктами управления (БПУ) и взаимодействующими силами (установлены в 1949 г. на крейсере проекта 26-бис «Максим Горький», а затем на береговых объектах и, при модернизации, на линкоре «Новороссийск») [3].
Это оборудование явилось прообразом системы дистанционного управления [1]. Известно о семи модификациях коммутаторов ПРО и ВПС для различных проектов кораблей. Постепенно, с развитием информационных технологий, появляются возможности для создания систем дистанционного управления, позволяющих удаленно управлять средствами связи и контролировать их работоспособность. Благодаря данным системам, вся информация, необходимая для управления, сосредоточена на рабочем месте дежурного по связи, что позволяет сократить время на обслуживание комплекса связи, и повышает уровень его автоматизации.
Для нового парка средств связи (РПДУ Р-652, Р-653, Р-654; РПУ Р-675, Р-677, Р-678; РСТ Р-625, Р-618, Р-619, Р-405К) под новое поколение кораблей в Научно-исследовательском институте связи в 1958 году была выполнена НИР, и затем КБ «Связьморпроект» выполнило ОКР по созданию аппаратуры централизованного дистанционного управления (АЦДУ). После государственных испытаний на противокорабельной ракете (ПКР) пр. 1123 «Москва» в 1967 году, АЦДУ была принята на вооружение ВМФ и ей было присвоено наименование -аппаратура централизованного дистанционного управления П-460 «Дистанция». Аппаратура П-460 разрабатывалась в нескольких модификациях для оснащения кораблей различных рангов и классов. В ней, как и в коммутаторах ПРО и ВПС, проведение всех операций по управлению и коммутации средств связи осуществлялось по принципу «провод - команда». Данная система централизованного управления имела ограниченные функции из-за отсутствия у всей аппаратуры связи функции дистанционного управления. Для настройки некоторых средств связи (например, радиопередатчиков) необходимо было выполнить ряд ручных операций, что исключало возможность дистанционного формирования трактов связи. Но в то же время, благодаря наличию пультов дистанционного управления часть функций управления отдельными средствами связи могла осуществляться дежурным по связи, который участвовал в формировании тракта связи, выполняя определенные алгоритмы действий. Для этого были созданы пульты центральной коммутации, которые дополняли устройствами дистанционного управления и средствами межпостовой связи. Аппаратурой П-460 оснащались практически все корабли, строящиеся в стране до середины 70-х годов прошлого столетия, а также корабли, поставляемые на экспорт. В дальнейшем, наиболее распространенная модификация аппаратуры П-460-5 была модернизирована и принята на вооружение в 1977 году под наименованием П-460-5М «Дистанция-5М».
Новое поколение АЦДУ также создавалось под очередное поколение кораблей и, соответственно, под принципиально новые средства связи. Именно в этот период - период создания системы дистанционного управления средствами связи П-462 («Рубка-К» (рис. 1) и «Рубка-А») стали представлять создание АЦДУ как разработку корабельного комплекса связи. Буква «А» означает принадлежность оборудования к связи с авиацией корабельного базирования. Появилось понятие «автоматизированный комплекс связи (АКС)» надводного корабля (НК) ряда Р-785 («Тайфун-К» и «Тайфун-А»), которое подразумевает совокупность техники связи, включающую антенно-фидерные устройства, устройства коммутации, каналообразующую аппаратуру, оконечную аппаратуру и рабочие места операторов, объединенных единой АЦДУ. Вся аппаратура связи и АЦДУ создавались по единому замыслу и по единым принципам управления («провод - команда»). В АКС Р-785 «Тайфун» часть средств, благодаря наличию запоминающих устройств, имела возможность хранить радиоданные. Также комплекс был способен контролировать функционирование средств связи, автоматически настаивать широкополосные РПДУ с высокой стабильностью частот. АКС «Тайфун» имел полнодоступное дистанционное управление средствами связи, что позволяло централизованно и автоматизированно управлять трактами связи. Головным разработчиком АЦДУ было определено СКБ ЛПО им. Козицкого (ныне - АО «НИИ «Нептун»). Одновременно с разработкой системы дистанционного управления (СДУ) П-462 создавался целый ряд новых средств связи: РПДУ Р-630, Р-631, Р-632, Р-633; РСТ Р-623, Р-624, Р-611; РПУ Р-680, Р-681, Р-682, Р-683; антенно-фидерные устройства К-667-001, К-667-002; антенных коммутаторов; аппаратов магнитной записи; аппаратуры контроля и т. д. Опытный образец СДУ П-462-1 был установлен на ТАКР пр. 1143 «Киев». Все модификации АКС, а они создавались для оснащения кораблей 1-3 рангов, приняты на вооружение ВМФ в 1975 году. Последний АКС ряда «Тайфун» был установлен в 2000 году на ТАКР пр. 1142.2 «Петр Великий». Всего данными комплексами были оснащены 35 боевых кораблей ВМФ.
Рис. 1. СДУ средствами связи П-462 «Рубка-К»
Необходимость обеспечения прямого взаимодействия с корабельными боевыми информационно-управляющими системами (БИУС) и обмена между кораблями и летательными аппаратами (самолетами, вертолетами) большими потоками информации на очередном поколении кораблей потребовало создания принципиально нового поколения АЦДУ, построенной на основе широкого применения средств вычислительной техники (ВТ) с использованием микропроцессора «Нейрон». Разработка системы автоматизированного управления и контроля (САУК) «Координатор» (рис. 2), и АКС выполнялась СКБ ЛПО им. Козицкого в ОКР «Буран». САУК «Координатор» и АКС «Буран» на время проведения и завершения государственных испытаний (1987 г.) являлись первыми в стране системой и комплексом для вооружения кораблей, в которых на базе впервые примененных средств ВТ осуществлялась интеграция техники связи в единый комплекс. Внедрение средств ВТ
позволило впервые автоматизировать процессы управления средствами связи АКС. Автоматизация организации процессов связи обеспечило применение для связи как оптимальных рабочих частот, так и функций контроля трактов и отдельных средств АКС, сформированных на основе единой линии коллективного пользования (ЛКП) и программных методов управления. АКС «Буран» уже позволял автоматически создавать тракты связи и использовать предварительное формирование с запоминанием конфигурации и всех режимов работы средств связи, а также осуществлять централизованный контроль за состоянием средств связи автоматизированного комплекса связи. Один из первых АКС Р-782 «Буран-К» был установлен на МДК пр. 12322 в 1983 году. Принципы построения САУК «Координатор» были использованы при разработке систем управления АКС «Буран-К» для вооружения кораблей различных рангов и назначения. В 1987 году на ТАКР «Тбилиси» (ныне -«Адмирал Флота Советского Союза Кузнецов») АКС «Буран-2» с САУК «Координатор-2К» и «Координатор-2А», впервые в истории ВМФ, обеспечил посадку самолетов Су-27К и МиГ-29К. Появление на рынке ПЭВМ с большей памятью позволило ЗАО «ПКБ «РИО» разработать автоматизированные рабочие места (АРМ) дежурного по связи (ДС), которые совмещали в себе функции как центрального пульта управления, так и вычислительного устройства. АРМ ДС дало возможность на новом уровне организовать взаимодействие оператора с аппаратурой связи и повысить уровень автоматизации процессов формирования трактов связи. Такие АРМ ДС в последствии были установлены при модернизации на ряд кораблей ВМФ в составе САУК «Координатор-2К», «Координатор-2А», «Координатор-5К» и др.
Рис. 2. САУК «Координатор»
В 1981 году для кораблей 3 ранга Севастопольский НПК «Муссон» приступил к разработке САУК-Б в составе АКС Р-784 «Буран-7» в малогабаритном исполнении, в которой использовался принцип управления «провод - команда». Применение более современных ЭВМ позволило получить достаточно гибкую структуру построения АКС. Однако, из-за низкой надежности программного обеспечения САУК-Б и аппаратуры, входящей в состав АКС (радиостанции Р-603 «Кварк» и Р-625, микропроцессоры «Нейрон») массового внедрения данной системы управления и комплекса, в целом, не произошло.
Сокращение строительства НК и объемов финансирования НИОКР, с одной стороны, и необходимость выполнения требований по поддержанию в технической готовности существующих кораблей, с другой, потребовали нового подхода при разработке АЦДУ, заключающегося в создании простого, надежного и дешевого оборудования. К созданию такой аппаратуры приступило ГУП «КБ «Связьморпроект» в рамках ОКР «Дистанция-М» (рис. 3). Разработанная аппаратура сопряжения и коммутации средств связи (АСКС) выполняла, в
основном, функции коммутации, и лишь частично - управления. Тем не менее, в ней была применена встроенная микро-ЭВМ, позволившая обеспечить управление КС в полном объеме с использованием современных технологий на базе АРМ, при сохранении и резервного варианта -«ручного» управления с лицевых панелей технических средств и АСКС. Разработка АСКС П-454 была завершена в 1999 г., а в 2001 г. она принята на вооружение ВМФ.
В это же время, АО «НИИ «Нептун» и ЗАО «ПКБ «РИО» завершили в инициативном порядке разработку аппаратуры коммутации (АК) средств связи «Буран-6Д» (рис. 4) и П-450 «Бриз» (рис. 5), соответственно. Аппаратура построена на одних принципах, коммутация осуществляется в ручном режиме, функций управления не выполняет и предназначена для оснащения кораблей 3 и 4 ранга (катеров) и морских судов обеспечения. Отсутствие и невозможность использования в АК элементов современной ВТ делали ее упрощенной, по сравнению с предыдущими поколениями АЦДУ. Образцы прошли государственные испытания, но решением начальника связи ВМФ в 2001 г. на вооружение была принята только АК П-450.
Ъ -
Рис. 3. АСКС П-454 «Дистанция» Рис. 4. АК «Буран-бД» Рис. 5. АК П-450 «Бриз»
В дальнейшем, для автоматизации процессов управления средствами комплексов связи кораблей 2-4 ранга, на основе АК «Буран-6Д» АО «НИИ «Нептун» в 2008 г. создал пульт управления дежурного по связи (ПУ-ДС) для однопостового размещения аппаратуры на кораблях (катерах) с ограниченным составом обслуживающего персонала (совмещение функций дежурного и оператора связи). ПУ-ДС (рис. 6) обеспечивал подключение до 14 средств каналообразования и до 8 - оконечного оборудования, включая специальное, формировал одновременно до 6 трактов связи, имел встроенное оборудование управления и коммутации, специальное программное обеспечение.
Рис. 6. ПУ-ДС
САУК АКС типа «Буран-К» продолжает в инициативном порядке последовательно совершенствоваться АО «НИИ «Нептун», и к 2000 году включает в себя (рис. 7-10): - подсистему ВЧ коммутации;
- подсистему НЧ коммутации;
- систему дистанционного централизованного управления и контроля.
Подсистема ВЧ коммутации определяется номенклатурой средств связи и
принципиально не отличается от своего прототипа. Достоинством АКС типа «Буран-К» является опережающее внедрение нового оборудования - АФУ и антенных коммутаторов, в основном, собственной разработки и технико-экономическая оптимизация на их основе схем коммутации.
Подсистема НЧ коммутации является радиально-пространственной, инвариантной к коммутируемым сигналам без ограничения полосы пропускания, уровней, направлений передачи, цифрового или аналогового представления.
Это определило следующие преимущества САУК:
- внедрение новых средств связи по информационным цепям, с реализацией любых вариантов стыков, общих для оборудования тракта;
- любую кратность наращивания средств;
- высокий коэффициент применения коммутационных модулей без дополнительных преобразователей, что обеспечило как сокращение ЗИП, так и возможность осуществления ремонта в море;
- эффективность как для малых кораблей и катеров, так и для крупных кораблей (крейсеров, эсминцев);
- повышенную надежность и живучесть за счет оптимизации топологии, согласованной с проектантом кораблей;
- обеспечение аварийных режимов коммутации без изменения принципа и дополнительного оборудования;
- сохранение состояния коммутационного поля при пропадании и перерывах в электропитании;
- отсутствие требования к высокой квалификации личного состава.
Рис. 7. Структурная схема АКС «Буран-М»
Рис. 8. АРМ-ДС Рис. 9. Устройство коммутации Рис. 10. Устройство
и управления (УКУ) коммутации абонентское
Достоинствами САУК комплекса «Буран-М» являются: простота освоения и понятный интерфейс, надежность, отсутствие больших затрат в ходе эксплуатации и при техническом обслуживании, а также возможность модернизации.
Созданная в 2000 г. на базе САУК АКС «Буран-К», модернизированная система управления комплекса «Буран-М» «Координатор-М» принципиально отличалась от предыдущих систем. САУК «Координатор-М» представлял собой комплекс, в котором малонадежные и морально устаревшие аппаратные и программные средства управления заменены на современные аппаратные и программные средства, обеспечивающие автоматизацию процессов управления средствами связи, а рабочее место оператора - на АРМ, на базе ЭВМ, рис. 11 [4].
Параллельно с работой АО «НИИ «Нептун» по совершенствованию САУК «Координатор», предприятием ПКБ «РИО» в рамках ОКР «Модернизация автоматизированного комплекса связи для надводных кораблей ВМФ 2-3 ранга» (шифр: «Рубероид») была разработана информационно-управляющая система (ИУС), которая обеспечивала формирование трактов радиосвязи дежурным по связи в автоматическом (с терминала дежурного по связи -терминала ДС) и резервном режимах (с терминала местного управления системы цифровой коммутации и управления - прибора СЦКУ), а также в аварийном режиме (с панели устройства управления и сигнализации УО-32 и передних панелей РПУ, РПДУ и РСТ). Основным прибором ИУС являлась система цифровой коммутации и управления (СЦКУ) (рис. 12), объединяющая функции цифрового коммутатора трактов связи на базе стандартов ISDN (ЦКТС), устройства управления техническими средствами (УУТС) и коммуникационной среды [5].
Терминал ДС обеспечивал стандартный набор функций. Программное обеспечение (ПО) терминала ДС содержало следующие электронные документы: таблицу радиосетей, таблицу позывных и схему-приказ радиосвязи.
ИУС также обеспечивала контроль выполнения команд коммутации и управления, техническим состоянием канальных средств радиосвязи по системе «исправно -неисправно», а также дистанционный самоконтроль (самодиагностику) канальных средств радиосвязи и СЦКУ в объеме их дистанционного управления с информированием дежурного по связи о произошедшем отказе средства при помощи звуковой и световой сигнализации с автоматическим протоколированием отказа. Коммутируемые информационные стыки: С1-ТЧР, ТЛФ (с расширенной полосой), А2 (Слуховой ТЛГ), С1-ТГ, С1-И, S-интерфейс, ИКМ 30 (Е1), RS-232C (C2), А9, ИРПС, RS-485. ИУС в составе АКС Р-779 устанавливается на корабли ВМФ с 2002 года. Экспортная модификация комплекса - АКС «Рубин-ЭГ».
Продолжая совершенствовать СУ средствами связи, АО «НИИ «Нептун» в рамках ОКР «Рокот» в 2013 г. разработал информационно-управляющую систему «Нептун-ИУС-Р», рис. 13.
Рис. 11. Терминал УО-51 (АРМ дежурного по связи)
Рис. 12. СЦКУ
ИУС является программно-аппаратным комплексом и предназначена для автоматизированного дистанционного управления техническими средствами автоматизированного корабельного комплекса связи (АККС), мониторинга их состояния и цифровой пакетной коммутации всех видов сообщений (передачи данных, телеграфных сообщений, речи, команд телеуправления техническими средствами). Локальная сеть ИУС построена на основе технологии Ethernet 10/100BASE-T(стандарт IEEE 802.3) и имеет основной и резервный каналы.
«Нептун-ИУС-Р» обеспечивает управление (коммутацию) аппаратурой связи нового и старого парка. Для этого все средства, подключаемые к ИУС, условно разделены на 4 группы:
- группа I - цифровое оборудование, имеющее один вход/выход Ethernet и подключаемое к маршрутизатору типа Cisco 2911;
- группа II - цифровое оборудование, имеющее один вход/выход Ethernet и подключаемое к основному и резервному каналам ЛВС ИУС через маршрутизатор типа Cisco 2911 и модуль ММЕ;
- группа III - цифровое оборудование, подключаемое к основному и резервному каналам ЛВС ИУС непосредственно;
Рис. 13. Структура системы управления «Нептун-ИУС-Р» в составе АККС «Рокот»
- группа IV - аналоговое или низкоскоростное цифровое оборудование, подключаемое к ЛВС ИУС через модуль управления и коммутации (МУК).
Это обеспечило открытую архитектуру АККС, построенную на основе сетевых технологий, имеющую единую транспортную магистраль и обеспечивающую маршрутизацию всех видов сообщений, а также модульный принцип построения комплекса, позволивший гибко изменять структуру, применительно к требованиям конкретного проекта корабля.
Управляющим устройством ИУС является АРМ-ДС, представляющее собой программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий автоматизацию функций управления средствами АКС. ПО АРМ-ДС может работать под управлением различных операционных систем (QNX Neutrino, Windows и др.). В основу разработки ПО различных модификаций АККС «Рокот» легли единые принципы построения программной архитектуры. Общая последовательность действий для создания ПО универсальна: проектирование, дизайн, кодирование, тестирование, документирование, внедрение и сопровождение. Основные требования к дизайну (разработка интерфейса оператора) - это простота, интуитивность и минимальные затраты на выполнение действий. Модульный принцип разработки специального ПО (СПО) позволяет унифицировать разрабатываемые библиотеки программ и дает существенные преимущества на этапе сопровождения и модификации СПО.
Устройство цифровой коммутации и управления (УЦКУ) обеспечивает аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование сигналов, обмен командами управления техническими средствами, а также пакетную коммутацию формируемых сообщений по сети Ethernet. В состав УЦКУ входят приборы цифровой коммутации и управления (ПЦКУ) и коммутаторы локальной сети. ПЦКУ выполняют преобразование разнородных интерфейсов управляющих цепей технических средств, в том числе «старого парка», через универсальные МУК в интерфейс Ethernet 10/100BASE-T; преобразование с использованием МУК различных интерфейсов информационных цепей технических средств в интерфейс Ethernet 10/100BASE-T и коммутацию пакетов, в соответствии с заданным алгоритмом коммутации; коммутацию информационно-управляющих цепей технических средств, имеющих интерфейс Ethernet 10/100BASE-T. Коммутаторы локальной сети предназначены для организации локальной сети ИУС на основе технологий Ethernet, подключения внешних сетей и маршрутизации сетевых трафиков (рис. 13, 14).
Рис. 14. Стойка УЦКУ
Локальная сеть ИУС, включающая АРМ-ДС, управляемый коммутатор, сетевой коммутатор ПЦКУ и сетевые интерфейсы МУК, а также технические средства с собственными сетевыми интерфейсами, построена по принципу 100-процентного резервирования и имеет «основной» и «резервный» каналы.
Изделие «Нептун-ИУС-Р», как самостоятельная система, успешно прошло государственные испытания в составе АККС «Рокот», в декабре 2013 года принято на вооружение ФСБ России, и с 2014 года поставляется для оснащения корабельно-катерного состава и береговых объектов связи береговой охраны Пограничной службы ФСБ России. На основе комплекса «Рокот» с 2019 года ведется разработка комплекса связи для ВМФ.
В 2014 году в составе интегрированного комплекса связи (ИКС) Р-760 «Ураган-Н» прошла государственные испытания, и стала поставляться для оснащения кораблей ВМФ автоматизированная информационно-управляющая подсистема (АИУП), разработанная АО «Омский НИИП». Данная подсистема (рис. 15) состоит из АРМ дежурного по связи, коммутаторов Ethernet, адаптеров технических средств и обеспечивает уже ставший штатным набор функций. Подключение к изделиям осуществляется по стыкам: Ethernet, С1-ТЧ,С1-ТГ, ИРПС, RS-232, «провод-команда» устройств и систем.
Рис. 15. ИКС Р-760
Практически параллельно с АО «Омский НИИП» свою аналогичную систему управления - интегрированную систему сопряжения и коммутации (ИССК) - в 2016 году создало АО «СПТБ «Звездочка». Данная система разработана и поставляется предприятием как системообразующий элемент модернизационного комплекта корабельного комплекса связи Р-752 «Пилот», и в его составе обеспечивает необходимое преобразование форматов, интерф ейсов и коммутацию информационных и управляющих сигналов (см. рис. 16).
ИССК имеет варианты исполнения, проектируемые под заданный состав технических средств модернизируемого и ремонтируемого КС НК. ИССК состоит из одной или нескольких стоек, соединенных линиями связи по интерфейсам Ethernet 10/100/1000BASE-T/TX и/или E1 G.703. Терминал связи и управления ТС-У (см. рис. 17) построен на базе аппаратной платформы РС-1 разработки АО «СПТБ «Звездочка».
С 2016 года, в инициативном порядке создана, и в 2018 году выдержала государственные испытания АИУП многофункционального интегрированного комплекса
связи (МИКС) Р-772 (разработка ПАО «Интелтех») для оснащения надводных кораблей, морских судов обеспечения и судов вспомогательного флота. Вместе с традиционными функциями АИУП МИКС Р-772 должна обеспечивать формирование и расформирование трактов связи по заранее подготовленным сценариям - группировка 5 групп по 100 сценариев каждая; управление услугами внутренней и внешней связи; управлять сценариями и расписаниями сессий видеоконференцсвязи; формировать списки доступных для видеонаблюдения камер для каждого пользователя и т. п.
Рис. 16. ИССК
Рис. 17. Терминал связи и управления ТС-У
Этапы развития систем управления техническими средствами для изготавливаемых комплексов связи различных производителей представлены на рис. 18.
Рис. 18. Этапы развития систем управления корабельных комплексов связи
Дальнейшее развитие система управления, в частности ИУС АККС «Рокот», получила при выполнении инициативных исследований в АО «НИИ «Нептун» по теме «Рокот-А», направленных на обоснование облика базового автоматического комплекса связи (БАКС) для кораблей, судов и береговых объектов береговой охраны ФСБ России, ВМФ России и поставки на экспорт. ИУС БАКС должна создаваться с применением элементов искусственного интеллекта на основе технологии Ethernet 10/100/1000 с использованием протоколов TCP/IP, UDP. На АРМ и других терминах ИУС дополнительно должны решаться задачи информационной поддержки операторов, компьютерной поддержки принятия решения должностными лицами, электронного документооборота и т. д. При этом, типовые сценарии решений, возникающих в ходе работы задач, закладываются в специальное
программное обеспечение ИУС на этапе ее разработки, что позволяет минимизировать набор необходимых управляющих воздействий, сведя его к указанию новой цели (обеспечение своевременности доставки донесений, максимальной достоверности сообщений, скрытности работы радиосредств и т. п.) и вводу минимального набора ключевых параметров в диалоговом режиме информационного обмена с системой управления. Большинство операций, выполняемых оператором, в данном случае, сводится к подтверждению решений, предлагаемых интеллектуальной ИСУ [6]. Управление разнотипными техническими средствами и цифровая коммутация информационных потоков в ИУС должны осуществляться с использованием унифицированных модулей управления и коммутации.
Основными направлениями совершенствования ИУС определены следующие:
- модульный принцип построения, обеспечивающий возможность гибкого изменения структуры комплекса, применительно к требованиям конкретного проекта корабля (судна);
- применение цифровых технологий преобразования, обработки и распределения информации;
- обеспечение свободного управления и контроля работы средств БАКС. Комплекс должен иметь, как минимум, 4 вида управления техническими средствами: дистанционный автоматический, дистанционный автоматизированный, резервный дистанционный и аварийный ручной с лицевых панелей приборов;
- использование единых стандартов на форматы документов и представление данных;
- полномасштабная программная и аппаратная совместимость;
- возможность формирования вертикальных и горизонтальных связей на всех уровнях управления и взаимодействия;
- автоматическое (запрограммированное) формирование, расформирование трактов радиосвязи и управление режимами каналообразующих средств с учетом электромагнитной обстановки на корабле (судне, катере), автоматический выбор, назначение рабочих частот и мониторинг состояния средств связи [7];
- интеллектуальная поддержка должностных лиц органов управления связи при подготовке и принятии управленческих решений, документирование действий оператора (при его наличии) при управлении БАКС корабля (судна, катера);
- оперативное автоматизированное обновление информационных ресурсов у всех пользователей;
- гарантированная защита информации от несанкционированного доступа;
- единая адресная структура, протоколы и интерфейсы информационно-технического взаимодействия функциональных элементов подсистем;
- получение по запросу, с учетом разграничения доступа и приоритета информационных ресурсов и необходимых данных.
Такая ИУС может найти применение на перспективных кораблях (судах, катерах) и береговых объектах связи. В последнее время, в мировом судостроении наметилось новое направление - проведение исследований по созданию безэкипажных и дистанционно управляемых судов. Такие работы в России впервые были начаты в 2013 году при проектировании бортового дистанционно управляемого катера для заказа пр. 20386. Обмен информацией с кораблем-носителем должен осуществляться в режиме реального времени при плавании в дистанционно управляемом или автономном режиме (по заданному алгоритму), также предусматривается ручной режим управления. На катере планируется установить средства связи для обмена информацией с кораблем-носителем с организацией приемопередающего канала для режима дистанционного управления и высокоскоростного радиоканала для передачи видеосигнала в режиме реального времени, а так же обмена данными с пользовательским терминалом связи. Заказ 20386 предусматривает переносной пост управления катером (техническими средствами и вооружением) и средства обмена
информацией с катером (антенны, радиостанция, коммутационные устройства). Следует также учитывать, что с 2015 года активно ведутся работы в части разработки и производства робототехнических комплексов и систем, в том числе для кораблей (судов), а с 2018 года мероприятия проводятся в рамках Национальной технологической инициативы по направлению «Маринет», план работ («дорожная карта»), утвержденной распоряжением Правительства РФ от 29.03.2018 № 534-р.
Выводы
1. За 80 лет системы управления средствами связи ВМФ прошли путь от простейших диспетчерских пультов РПДУ до сложных автоматизированных систем, управляющих десятками технических средств.
2. Смена поколения систем управления, как правило, привязана к смене поколения кораблей. Системы управления одного поколения практически одинаковы, и имеют типовой набор функций.
3. Следует однозначно понимать, что в области кораблестроения конкурируют не комплексы связи, а системы управления средствами связи.
4. С ростом уровня автоматизации систем управления сокращается численность обслуживающего средства связи персонала, что на отдельных проектах кораблей (судов, катеров) приведет к обслуживанию комплексов связи непрофессионалами-связистами (вахтенными офицерами). Поэтому, требования к надежности оборудования систем управления с каждым поколением должны становиться более жесткими.
Литература
1. Лаврухин В.А., Елкин С.Н. История создания и совершенствования АКС подводных лодок, перспективы их развития // ТНТ сборник НИЦ связи ВМФ. Вып. 1 (153), СПб, 2002.
2. Директоров Н.Ф. Автоматизация управления и связь в ВМФ / Под ред. Ю.М. Кононова. СПб.: Элмор, 2001 - 509 с.
3. Никитин В.С., Теняев В.А. Динамика развития аппаратуры централизованного дистанционного управления корабельными средствами связи // ТНТ сборник НИЦ связи ВМФ. Вып. 1 (153), СПб, 2002.
4. Нероба Г.С., Катанович А.А. Комплексы и системы связи надводных кораблей. СПб.: Судостроение, 2006. - 312 с.
5. Кузеванов В.И., Лаврухин В.А. Проектирование автоматизированных комплексов связи кораблей ВМФ. СПб.: Элмор, 2009. - 232 с.
6. Зачатейский Д.Е., Лазарев Л.С. Интеллектуальная система управления корабельным комплексом связи // Радиотехника, электроника и связь. Сборник докладов V Международной научно-практической конференции, Омск, 2019. С. 295-310.
7. Муравченко В.Л., Катанович А.А. Автоматизация управления корабельными комплексами связи ВМФ. СПб.: Судостроение, 2014 - 217 с.
References
1. Lavrukin V.A., Elkin S.N. Istoriya sozdaniya i sovershenstvovaniya AKS podvodnyh lodok, perspektivy ih razvitiya [History of creation and improvement of AKS submarines, prospects of their development]. TNT collection of NIC communication of the Navy. Issue. 1 (153), SPb, 2002 (in Russian).
2. Automation of control and communication in the Navy. Under the general edition of Y.M. Kononov. SPb.: Elmor, 1998 (in Russian).
3. Nikitin V.S., Tenyaev V.A. Dinamika razvitiya apparatury centralizovannogo distancionnogo upravleniya korabel'nymi sredstvami svyazi [Dynamics of development of equipment of centralized remote control of ship communication facilities]. TNT collection of the Navy Communication Center. Issue. 1 (153), SPb, 2002 (in Russian).
4. Neroba G.S., Katanovich A.A. Kompleksy i sistemy svyazi nadvodnyh korablej [Complexes and communication systems of surface ships]. SPb.: Shipbuilding, 2006 (in Russian).
5. Kuzevanov V.I., Lavrukin V.A. Proektirovanie avtomatizirovannyh kompleksov svyazi korablej VMF [Design of automated communication complexes of ships of the Navy]. SPb.: Elmor, 2009 (in Russian).
6. Zachateysky D.E., Lazarev L.C. Intellektual'naya sistema upravleniya korabel'nym kompleksom svyazi [Intelligent control system of ship communication complex]. Radio engineering, electronics and communication]. Compilation of reports of the V International Scientific and Practical Conference, Omsk, 2019 (in Russian).
7. Muravchenko V.L., Katanovich A.A. Avtomatizaciya upravleniya korabel'nymi kompleksami svyazi VMF [Automation of control of naval communication complexes of the Navy]. SPb.: Shipbuilding, 2014 (in Russian).
Статья поступила 10 февраля 2020 г.
Информация об авторе
Николашин Юрий Львович - Генеральный директор ПАО «Интелтех». Кандидат технических наук. Тлф.:+7(812)295-66-66. E-mail: intelteh@inteltech.ru. Адрес: 197342, Россия, Санкт-Петербург, Кантемировская ул., д. 8.
Винокур Михаил Викторович - Директор АО «НИИ «Нептун». Тел.: +7(812)327-09-72. E-mail: inform@niineptun.ru. Адрес: 199178, г. Россия, Санкт-Петербург, В.О., 7 линия, д.80, корп.1, лит.А.
Control systems in ship communication systems.
Stages of development and ways of improvement
Y.L. Nikolashin, V.M. Vinokur
Annotation. Issues of development and improvement of ship communication facilities are considered. Analysis of technical level and trends of control systems of surface ships communication systems from ship dispatching panels for radio transmitting devices was carried out (30s-40s), switches of remote communication posts and radio operator consoles (50s-60s), Centralized remote control equipment (1970s-1980s), automated communication systems (1980s-1990s), automated management and control systems (1990s), Up to interface and switching equipment of communication facilities, integrated communication complexes, integrated interface and switching systems and automated information and control subsystems of multifunctional integrated communication complexes - nowadays.
Keywords: communication means control system; surface ship communication complex; technical means; multi-functional integrated communication complex.
Information about Authors
Nikolashin Yriy L'vovich - General Director of PJSC «Inteltech». Doctorate of Technical Sciences. Tel: 8(812)295-66-66. E-mail: intelteh@inteltech.ru. Address: 197342, Russia, Saint-Petersburg, Kantemirovskaya, 8.
Vinokur Mikhail Viktorovich - Director of JSC "NII "Neptune". Tel.: +7(812) 327-09-72. E-mail: inform@niineptun.ru. Address: 199178, Russia, St. Petersburg, V.O., 7 line, 80, corp.1, lit. A.
Для цитирования: Николашин Ю.Л., Винокур М.В. Развитие систем управления в корабельных комплексах связи. Этапы развития и пути совершенствования // Техника средств связи. 2020. № 1 (149). С. 2-15.
For citation: Nikolashin Y.L., Vinokur M.V. Control systems in ship communication systems. Stages of development and ways of improvement. Means of communication equipment. 2020. No 1 (149). P. 2-15 (in Russian).
