15
управление взлётно-посадочными полосами, контролем воздушного
пространства и связью со службами аэропорта (рис. 4).
Рисунок 4 – Диспетчерский центр аэропорта.
Аналогичная ситуация происходит и в энергетике, крупной
промышленности и добыче ресурсов. На атомных или гидроэлектростанциях
диспетчеры непрерывно следят за состоянием оборудования, за химическими,
физическими и техногенными процессами.
1.1.5. Вывод общего назначения центров мониторинга
Исходя из всех вышеперечисленных примеров можно сделать выводы о
том, что центры мониторинга (ситуационные/диспетчерские центры)
предназначены для:
- приёма-передачи потоков данных из различных источников;
- обработки персоналом непрерывного потока актуальных данных с
помощью систем озвучивания и отображения;
- принятия решений персоналом на основе обработанных данных;
- организация связи и управления с помощью голосовой или
видеоконференцсвязи, телефонной и другой;
16
- хранение, сортировка, обработка данных, срок хранения которых может
достигать многих лет;
- автоматизации процессов с целью снятия нагрузки, уменьшения
времени реакции и увеличение доступного времени принятия верного решения,
сведение к минимуму вероятности ошибки у управляющего персонала.
17
1.2. Использование центров мониторинга в государственных службах
Российской федерации
В данном разделе рассматривается место ситуационных центров в
структуре государственных ведомств, взаимодействие центров с различными
подразделениями. Выявляются основные требования, определяется
практическое и прикладное применение. За основу берётся МЧС России.
«Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны,
чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий (МЧС
России) — федеральное министерство, одна из аварийно-спасательных служб
России. Является федеральным органом исполнительной власти,
осуществляющим функции по выработке и реализации государственной
политики, нормативно-правовому регулированию, а также по надзору и
контролю в области гражданской обороны, защиты населения и территорий
от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, обеспечения
пожарной безопасности и безопасности людей на водных ресурсах» [22]
Как было описано в Главе 1, в структуре МЧС присутствует
Национальный центр управления в кризисных ситуациях (НЦУКС), который
является главным, самым масштабным и производительным центром в сети
МЧС, более точно его можно назвать ядром системы национального
мониторинга. Помимо НЦУКС по всей стране размещены центры мониторинга
(далее – ЦМ) меньших масштабов, уровня региональных, краевых, областных и
городских подразделений. В целом, задачи и возможности у них аналогичны
НЦУКС, но в рамках своих территориальных полномочий (рисунок 5). [20]
18
Рисунок 5 – Вертикаль управления ситуационных центров
Помимо стационарных ЦМ, в структуре присутствуют мобильные и
временные центры, развёртываемые на территориях проведения операций,
таких, как поисково-спасательные, ликвидационные, демонтажные, боевые и
гуманитарные. [3]
Все ЦМ объединяются в единую сеть и ведут регулярный обмен данных
с НЦУКС. Для НЦУКС передаются оперативные данные по обстановке,
показателям, результатам, планам, регулярным докладам и отчётам. От НЦУКС
они получают данные в виде директив, приказов, задач, необходимых данных
для выполнения задач. Помимо этого, с помощью конференц- и видеоконференц
связи проводятся регулярные совещания и доклады с удалёнными
подразделениями, что позволяет значительно экономить время на живые встречи
и обмен документами, что является крайне важным пунктом во время ЧС.
Для объединения всех ЦМ в единую сеть, МЧС использует
оптоволоконную сеть, организованную силами «Ростелеком», а в качестве
резервной сети – собственные каналы спутниковой коммуникации. Спутниковые
каналы позволяют оставаться на связи в самых удалённых точках мира, в местах
проведения спецопераций МЧС. [29]
19
Также, в эту сеть подключены спутники дистанционного зондирования
Земли – «Канопус-В». Спутник предоставлен АО «Роскосмос» на нужды МЧС,
с которым разделяют каналы Минприроды, Росгидромета, РАН. [36]. С таким
техническим оснащением у МЧС появляется возможность картографии, оценки
масштабов ЧС, проведение поисково-спасательных операций на значительных
площадях, к примеру, поиску кораблей или самолётов. Оборудование на борту
спутника позволяет сделать с орбиты снимки с детализацией изображения
вплоть до 5 квадратных метров на земле. На рисунке 6 приведён пример
практического применения спутника для отслеживания площади возгорания
лесов. [https://sovzond.ru/press-center/news/chs/3730/]
Рисунок 6 – Фотоснимки со спутника «Канопус»
Помимо собственной сети, имеется маршрутизация с сетями других
ведомств, плоть до Правительства и Президента РФ. К примеру,
непосредственное подключение имеется непосредственно с ситуационными
центрами концерна «Росатом» (далее – РА). РА имеет аналогичную сеть ЦМ,
отслеживающих состояние ядерных ресурсов страны в виде флотов,
электростанций и вооружения Министерства обороны. Сети РА, так же, как и
МЧС, имеют выход на сети федеральных ведомств, таких, как ФСБ, МВД,
20
Министерство обороны, Министерство иностранных дел и различных других.
[35] Примерная структурная схему связи РА отображена на рисунке 7.
В современных условиях ситуационными центрами оборудуются
практически все министерства, органы власти и крупнейшие корпорации. Как
видно из рисунка 6, в России на государственном уровне функционирует ряд
головных центров мониторинга. Каждый из них является ядром сети ряда ЦМ на
уровне субъектов, что ранее описывалось в рисунке 5.
Рисунок 7 - Схема взаимодействия с системой реагирования
Росатома и органами власти и министерствами
Таким образом, распределённая сеть центров мониторинга становится
мощным инструментом в государственном управлении, позволяющим решать
оперативные, тактические и стратегические задачи.
Интеграция центров мониторинга в ведомственные сети становится
необходимостью, так как в национальных масштабах, как приведено на
примерах выше, регулярно увеличиваются объёмы данных для обработки.
Задержка или ошибка в принятии решения на основании этих данных может
обойтись значительным экономическим, техногенным, экологическим ущербом.
21
Эти проблемы являются основой для развития ЦМ. Так, первые центры являлись
просто системой для хранения и управления данными и их деятельность
сводилась к отображению информации для ее обсуждения. Со временем
концепция эволюционировала и технологии позволяют автоматизировать анализ
данных и построить различные варианты развития событий при определённых
условиях. Основой технологии стала возможность накопления знаний и опыта
действий в аналогичных ситуациях, а также, формирование штата специалистов
различных прикладных направлений, работающих в рамках одного центра.
Однако, помимо множества указанных выше фактов, у ряда
ситуационных центров есть ещё одно назначение – обработка информации с
грифом секретности. Регулируется данное направление в соответствии с
Законом РФ от 21 июля 1993 г. N 5485-I "О государственной тайне" [1] в крайней
редакции от 29 июля 2018. Несмотря на то, что основная информация,
обрабатываемая МЧС не подлежит засекречиванию, а именно: «о чрезвычайных
происшествиях и катастрофах, угрожающих безопасности и здоровью
граждан, и их последствиях, а также о стихийных бедствиях, их официальных
прогнозах и последствиях;», доля Государственной тайны проходит и через его
подразделения. Поводами для засекречивания являются отнесение МЧС к
военизированным организациям, взаимодействие непосредственно с
министерствами обороны, внутренних дел, иностранных дел, ФСБ РФ и в
данных могут содержаться сведения, относящиеся к государственной тайне.
Этот нюанс является поводом для подключения центров мониторинга в
выделенным защищённым сетям, а также для размещения в выделенных
помещениях с применением средств защиты информации.
Детально рассмотрев сферы применения центров мониторинга,
возложенные на них задачи, их значение на разных административных и
территориальных уровнях, можно вывести основные требования к их
реализации. Это и послужит обоснованием к выбору аппаратной базы и
спецификации системы в целом. [10]
22
1.3. Определение выполняемых задач и функционала разрабатываемого
ЦМ
Как описывалось в разделах выше, основная задача центров мониторинга
– отслеживание регулярно поступающих данных из множества источников.
Чаще всего этим занимается персонал в виде дежурных (либо диспетчерских)
служб. Именно они первыми узнают о происшествиях, изменении состояния
объектов мониторинга, обстановке на определённых территориях и т.п. Также,
отслеживают оперативную информацию (изменения в реальном времени).
Помимо мониторинга, вторая важная задача ЦМ – оперативное проведение
онлайн конференций, в том числе и видеоконференций. Отсюда следует, что
первой функцией объекта должно быть информативное, масштабное
озвучивание и отображение информации. Классический пример средств
визуализации с помощью видеостены, дополнительных экранов и складных
мониторов на рабочих местах показан на рисунке 8. [6]
Рисунок 8 – Пример средств визуализации
Основная часть ЦМ, предназначенная для выполнения повседневной
деятельности персонала – средства отображения информации в виде видеостен,
дополнительных экранов, проекторов, а также мониторов непосредственно на
рабочем месте. Помимо визуализации, необходимо звуковое обеспечение в виде
коллективной и индивидуальной системы озвучивания. Обе системы
23
предназначены для предоставления мультимедийного контента участникам, при
разработке ЦМ эти системы объединяются как Комплекс средств озвучивания и
отображения, содержащий в себе устройства вывода информации.
Второй задачей ЦМ является возможность получения различных данных
из множества источников и самостоятельного ввода информации самими
участниками.
Из внешних сетей данные обычно поступают посредством
оптоволоконных трасс, что позволяет делать сети на тысячи километров. Сети,
взаимодействующие друг с другом могут покрывать до десятков тысяч км.
Дополнительная среда приёма-передачи данных – спутниковая. Чаще
используется, как резервная.
Для ввода данных непосредственно самими участниками в пределах
объекта используются автоматизированные рабочие места в виде персональных
компьютеров и дополнительного оборудования. Также применяются
графические планшеты, цифровые документ-камеры. Голосовая связь
осуществляется с помощью микрофонов, оборудованных цифровыми пультами.
Так же к устройствам ввода данных можно отнести камеры
видеоконференцсвязи и камеры видеонаблюдения, установленные на объекте.
Как отдельное устройство ввода стоит отметить спутниковый ресивер.
Вариации использования – от широко распространённого спутникового
телевидения (является актуальной опцией, так как в сфере МЧС новости и
трансляции прямых эфиров являются значимым источником данных) до приёма
сигнала с переносных станций спутниковой связи, которые активно
используются в труднодоступных районах и в местах проведения спецопераций.
Данные станции могут являться отдельным терминалом видеоконференцсвязи.
Для подключения устройств участника (ноутбуки, планшеты, смартфоны
и другое оборудование с широко распространёнными интерфейсами типа Jack,
24
DVI/HDMI, USB, Lan и т.п.) при необходимости вывода данных напрямую на
комплекс средств озвучивания и отображения в обход рабочего места,
применяются встраиваемые в мебель архитектурные лючки с автоматически
сматываемыми интерфейсными кабелями.
Отдельно стоит отметить рабочие места операторов, которые не
занимаются мониторингом и другими функциями центра, а отвечают за
управление всеми комплексами объекта и технической организацией работы
всего персонала. На их рабочих местах устанавливаются специальные сенсорные
управляющие панели, отдалённо напоминающие планшеты, но имеющие иную
архитектуру и операционную среду. Эти устройства менее функциональны в
отличии от устройств на ОС Windows\Linux\Mac и других, но идеально
приспособлены для управления комплексами центра мониторинга. Пример
панели управления Crestron TSD-2020 показан на рисунке 9.
Помимо ввода данных, в ЦМ применяется оборудование, являющееся
ядром и отвечающее за управление основными узлами системы.
Все эти устройства при разработке выделяются в Комплекс средств
управления.
Рисунок 9 – Сенсорная панель управления Crestron TSD-2020
Для организации взаимодействия комплекса средств озвучивания и
отображения с комплексом средств управления применяется Комплекс средств
коммутации. Он отвечает за передачу входящих данных с определённых
источников на определённые приёмники данных. К примеру, в некоторых залах