ООО "МЕТЕОКОНТЕКСТ" предлагает к реализации уникальную технологию автоматизации сбора данных наблюдений и информационного обеспечения труднодоступных и радирующих станций.
В настоящее время сеть наблюдений Росгидромета насчитывает более 200 труднодоступных метеорологических станций (ТДС). В подавляющем большинстве случаев, ТДС находятся в районах с неразвитой сетевой инфраструктурой. Мало того, для некоторых ТДС радиосвязь до настоящего времени является единственным способом общения с «большой Землей». При этом, в большинстве случаев, использование каналов радиосвязи для сбора данных наблюдений до сих осуществляется голосом и никак не автоматизировано. Использование голосовой радиосвязи со станцией нельзя назвать современным и технологичным. Голосовая связь не позволяет ни передать на станцию документы или другие файлы, ни обеспечить удаленное управление оборудованием станции, ни обеспечить персоналу станции возможность ведения личной переписки с родными и близкими.
Поэтому, неоднократно предпринимались попытки автоматизировать информационный обмен с ТДС.
Вариантов такой автоматизации несколько.
Одним из популярных вариантов является использование Системы сбора и передачи данных (ССПД) Росгидромета с использованием метеорологических космических аппаратов (КА) "Электро-Л". Но и у ССПД имеются недостатки, один из которых весьма существенный - использование однонаправленного канала передачи данных, что не позволяет обеспечить двусторонний информационный обмен со станцией.
Вторым достойным вариантом является оснащение ТДС системами спутниковой связи типа Иридиум, Инмарсат, ГлобалСтар, Турайя, Гонец и т.д. Сюда же можно отнести и спутниковые системы связи VSAT. Безусловно, это самый современный вариант автоматизации, но и у него есть недостатки, самый большой из которых – высокая стоимость оборудования и затрат на связь.
Третьим вариантом автоматизации безусловно является использование цифровых радиомодемов, которые позволяют на базе стандартного радиоканала организовать медленный, но все же настоящий цифровой канал передачи данных.
У всех перечисленных вариантов автоматизации есть общий, существенный недостаток: в отличии от голосового режима, они не позволяют обеспечить должную оперативность в случае возникновения ситуаций, угрожающих жизни и здоровью персонала станции и членам их семей. Действительно, когда счет идет на секунды, включить передатчик и передать в эфир голосовое сообщение оказывается несоизмеримо быстрее, чем включить компьютер, модем, дождаться загрузки программного обеспечения, установить соединение, подготовить и передать сообщение, не получив даже подтверждения, что оно прочитано и помощь будет оказана. Точно так же, для ТДС актуальным являются консультации со специалистами по тому или иному вопросу, например, в случае недомогания или болезни.
Таким образом, возможность обеспечения голосового общения с персоналом ТДС оказывается необходимым и даже жизненно важным! Но, в то же время, именно необходимость использования голосового режима не позволяет полностью автоматизировать сбор данных наблюдений и обмен информацией с ТДС. С одной стороны, автоматизация сбора данных требует перевода радиоканала в цифровой режим, а с другой стороны, безопасность персонала станции требует сохранения возможности голосового радиообмена с ТДС.
Важно отметить, что для обеспечения надежного сбора данных, обеспечения нормальной жизнедеятельности ТДС и безопасности персонала требуется как минимум два независимых канала связи.
Таким образом, по мнению многих специалистов, использование радио для связи с ТДС, в ближайшее время не потеряет свою актуальность, требуется лишь решить проблему одновременного использования радиоканала в цифровом и голосовом режиме.
Накопленный опыт организации информационного обмена с метеорологическими станциями позволил специалистам ООО «МЕТЕОКОНТЕКСТ» решить эту задачу!
Нами была разработана уникальная, современная технология сбора и информационного обеспечения ТДС с использованием каналов радиосвязи, которая получила название "МЕТЕОЭФИР" – МЕТЕОрологическая Экономичная эФфективная Интеллектуальная Радиосвязь. Технология МЕТЕОЭФИР позволяет автоматизировать сбор данных и информационное обеспечение ТДС с использованием современных модемов радиосвязи и, в тоже время, сохранить возможность использования голосового обмена с любой ТДС и в любой момент времени. При этом полностью сохраняется существующая топология сети и впервые не требуется присутствие радиста на КРС! В технологии МЕТЕОЭФИР информационный обмен всех КРС контролируется удаленно одним сменным оператором непосредственно из УГМС.
Такая возможность достигается за счет использования на КРС и в УГМС специализированного программного обеспечения (СПО) «АРМ Управления КРС» и специально разработанного «Коммутатора сигналов МЕТЕОЭФИР». Коммутатор сигналов МЕТЕОЭФИР устанавливается на КРС в составе радиооборудования и позволяет, в случае необходимости, в любой момент времени по сигналу из УГМС перевести радиотракт приема/передачи информации из режима штатного цифрового обмена данными в режим голосового обмена с любой станцией.
Модернизированная схема информационного обмена с ТДС по технологии МЕТЕОЭФИР показана на рисунке ниже:
СПО «АРМ Управления КРС» позволяет сменному персоналу в УГМС одновременно контролировать как визуально, так и на слух, радиоэфир точно так же, как если бы это происходило непосредственно на КРС. И, точно так же реагировать на голосовые вызовы персонала ТДС, удаленно и оперативно управлять модемом, трансивером и другим радиооборудованием КРС. Интеграция технологии с ССПД Росгидромета и другими системами и технологиями спутниковой связи, позволяют максимально эффективно организовать связь с ТДС, не принося при этом в жертву безопасность персонала на станции.
Компоненты технологии МЕТЕОЭФИР
Компоненты технологии МЕТЕОЭФИР и принципы из взаимодействия показаны на следующей схеме:
Специализированное программное обеспечение автоматизации работы КРС
Для автоматизации работы КРС разработано СПО «АРМ Управления КРС» (СПО УКРС) – позиции (2) и (3) на схеме. Серверная часть СПО УКРС (3) устанавливается на оборудовании КРС, а интерфейс СПО УКРС (2) устанавливается на рабочем месте (компьютере) Оператора КРС в УГМС. Интерфейс СПО УКРС (2) через канал связи или сеть Интернет подключается к серверной части СПО УКРС (3) и позволяет управлять оборудованием КРС, прослушивать эфир, переводить радиотракт в голосовой режим точно так же, как если бы Оператор находился непосредственно на КРС. На рабочем месте оператора может быть запущено до пяти интерфейсов СПО УКРС (2), что позволяет одному Оператору из УГМС удаленно контролировать работу и управлять до пяти КРС одновременно. Таким образом, пропадает необходимость в присутствии сменного персонала КРС, а все необходимые действия выполняются из УГМС удаленно. При необходимости интерфейс СПО УКРС может быть запущен и на сервере КРС для местного управления оборудованием (например, для отладки).
Серверная часть СПО УКРС (3) может работать в двух режимах:
- штатный цифровой режим
В штатном цифровом режиме работы Коммутатор сигналов МЕТЕОЭФИР (5) коммутирует линии внешнего радиомодема (4) к радиотрансиверу (6) и обеспечивает информационный обмен с ТДС в двух подрежимах:
- подрежим работы по расписанию
В цифровом подрежиме работы по расписанию КРС является инициатором установления соединения, а вызываемая ТДС должна находится в подрежиме входящих соединений. В этом подрежиме работы по расписанию СПО УКРС пытается, по указанным в расписании параметрам, подключиться последовательно к указанным ТДС и получить данные наблюдений и/или сообщения личной или служебной переписки. В расписании для каждой ТДС указывается период вызова станции, частота установления соединения, угол поворота для направленных поворотных антенн и т.д. Подрежим работы по расписанию позволяет исключить коллизии (доступ к радиоэфиру несколькими станциями одновременно) и обеспечить информационный обмен с максимальным количеством ТДС за ограниченный период времени (например, в метеорологический срок). - подрежим входящих соединений
В цифровом подрежиме входящих соединений КРС прослушивает эфир в ожидании входящего вызова от ТДС. В этом подрежиме инициатором соединения является ТДС. После установления соединения и проверки параметров авторизации, ТДС может передавать непериодические метеорологические сообщения (штормовые сообщения, задержанные сообщения, исправления, режимные данные наблюдений и т.д.) и принять/передать личную и служебную переписку. - подрежим терминальной связи
В цифровом подрежиме терминальной связи КРС по команде из УГМС устанавливает соединение с указанной ТДС и между ними образуется терминальное proxy-соединение, которое позволяет передать введенную в терминальном окне Оператором КРС информацию на ТДС, для управления измерительным оборудованием (например. контроллером АМК).
В штатных цифровых режимах работы звуковой модуль (голос) Коммутатора сигналов (5) подключен к звуковым линиям радиотрансивера (6) на подслушивание и по каналу связи или сети Интернет транслирует звук эфира на рабочее место Оператора КРС в УГМС. Таким образом, в штатном режиме работы, Оператор КРС может контролировать эфир со всех КРС одновременно как на слух, так и визуально, используя индикатор «водопад» на интерфейсе СПО УКРС (2). В случае необходимости, Оператор КРС может удаленно перевести работу в голосовой режим и обменяться с наблюдателем ТДС информацией в голосовом режиме.
- подрежим работы по расписанию
- голосовой режим
В голосовом режиме работы Коммутатор сигналов (5) переключает линии радиотрансивера (6) на линии управления Коммутатор сигналов (5) и звуковые линии звукового модуля (голос). В этом случае речь Оператора КРС, через канал связи или сеть Интернет и радиооборудование КРС, передается через радиоэфир непосредственно наблюдателю ТДС. Этот режим позволяет установить голосовое соединение в любой момент времени с любой из ТДС. Для установления соединения Оператор КРС может удаленно задать частоту соединения, угол поворота антенны и т.д. После завершения голосового обмена, Оператор КРС возвращает работу в штатный цифровой режим.
Полученная с ТДС метеорологическая информация передается по каналам связи или сети интернет в ЦСДН/ЦКС (1) УГМС. Личная и служебная переписка ТДС передается на указанные адреса электронной почты.
СПО УКРС поддерживает внешние радиомодемы P4dragon DR-7800, P4dragon DR-7400 и PTC-IIIusb немецкой фирмы SCS и трансиверы типа VERTEX и ICOM. Кроме этого, в СПО УКРС реализован протокол цифровой радиосвязи семейства MIL-STD-188, что позволяет, в случае достаточно хорошего прохождения радиоволн, обеспечить информационный обмен с ТДС без внешнего импортного и дорогого модема фирмы STS. Если же прохождение радиоволн оказывается недостаточным, технология МЕТЕОЭФИР позволяет использовать информационный обмен с ТДС голосом. При этом возможна существенная экономия средств за счет отказа от специализированного импортного оборудования.
СПО УКРС работает совместно с Коммутатором сигналов МЕТЕОЭФИР (5).
Коммутатор сигналов «МЕТЕОЭФИР»
Коммутатор сигналов МЕТЕОЭФИР (5) обеспечивает коммутацию линий передачи звука и управления от внешнего радиомодема/компьютера к трансиверу. Коммутатор сигналов разработан специально для совместной работы с СПО УКРС (3).
Коммутатор сигналов включает в себя следующие модули:
- коммутатор линий, для подключения звуковых линий и линий управления модема/коммутатора к радиотрансиверу
- модуль управления, для управления радиотрансивером в голосовом режиме
- звуковой модуль (голос) для приема/передачи речевого сигнала от/к в УГМС в голосовом режиме и подслушивания эфира в цифровом режиме
- звуковой модуль (данные) для цифрового обмена с ТДС по протоколу цифровой радиосвязи семейства MIL-STD-188 без использования внешнего радиомодема.
Разъемы Коммутатора сигналов совместимы с разъемами радиомодемов фирмы SСS, что позволяет использовать кабели, поставляемые с этими радиомодемами.
Коммутатор сигналов подключается к компьютеру/серверу КРС по интерфейсу USB и поставляется со всеми необходимыми драйверами.
Специализированное программное Управления средствами связи
Для автоматизации процессов приема/передачи данных по технологии МЕТЕОЭФИР для использования на ТДС было разработано СПО «АРМ Управления средствами связи» (СПО УСС) – позиция (11), которое устанавливается на персональном компьютере наблюдателя и обеспечивает управление имеющимся на ТДС оборудованием связи: радиомодемом, терминалом ССПД «Терминал ГМ», модемами спутниковой связи и т.д.
СПО УСС интегрируется с Автоматизированным метеорологическим комплексом (АМК) для использования на одном персональном компьютере, а так же может поставляться предустановленным на недорогой одноплатный мини-компьютер типа Raspberry Pi.
Мини-компьютер Raspberry Pi имеет пассивное охлаждение и все необходимые интерфейсы для подключения стандартного монитора, клавиатуры и локальной сети станции.
СПО УСС поддерживает большинство популярных в Росгидромете устройств связи:
- радиомодемы P4dragon DR-7800, P4dragon DR-7400 и PTC-IIIusb немецкой фирмы SCS
- терминал ССПД Росгидромета «Терминал ГМ»
- Hayes совместимые модемы спутниковых систем связи Inmarsat, Iridium, GlobalStar, Thuraya и т.д.
- системы спутниковой IP-связи: VSAT, Inmarsat-BGAN и т.д.
Для минимизации расходов на связь в СПО УСС используются настраиваемые политики связи, которые определяют приоритет использования той или иной технологии, канала или сети связи, доступной на ТДС.
СПО УСС содержит встроенные серверы электронной почты SMTP и POP3, что позволяет настроить АМК станции для передачи данных наблюдений на СПО УСС, которое отправит сообщения по одной из доступных на ТДС технологий связи. Кроме этого, использование встроенных серверов электронной почты позволяет использовать привычные стандартные клиенты электронной почты для осуществления служебной и личной переписки.
СПО УСС поддерживает терминальное proxy-соединение с КРС для управления измерительным оборудованием КРС непосредственно из УГМС с использованием радиоканала.
Интерфейс СПО УСС сделан по образу популярных клиентов электронной почты и позволяет просмотреть принятые сообщения/файлы, подготовить и отправить метеорологические сообщения формата ГМС/ВМО и сообщения личной и служебной переписки.
Таким образом, технология МЕТЕОЭФИР позволяет полностью автоматизировать использование радиосвязи для информационного обмена с труднодоступными и радирующими станциями без ущерба безопасности персонала и членов их семей. Использование технологии МЕТЕОЭФИР впервые позволяет отказаться от необходимости присутствия сменных радистов на кустовых радиостанциях и сделать кустовые радиостанции полностью автономными.
Рекламный листок: Реклама МЕТЕОЭФИР v-1-1.pdf