Единая автоматизированная система диспетчерского контроля и управления городским хозяйством

Основные положения

Основной целью строительства ЕАСДКиУ является сокращение бюджетных дотаций на оплату населением и предприятиями бюджетной сферы потребляемых энергоресурсов (тепла, воды и электроэнергии) за счет введения объективного учета потребления энергоресурсов.

Кроме того, Единая автоматизированная система диспетчерского контроля и управления городским хозяйством создается как инструмент для решения следующих задач:

• повышение качества оперативогного учета, планирования и распределения энергоресурсов в городе;

• улучшение системы контроля за использованием энергоресурсов города;

• построение единого информационно-телекоммуникационного пространства в интересах Комплекса городского хозяйства как составной части Общегородской информационной системы и объединения на его базе имеющихся информационных ресурсов;

• создание автоматизированной системы комплексной диспетчеризации инженерного оборудования зданий и сооружений;

• создание объективной системы расчетов между потребителями и поставщиками энергоресурсов.

Анализ состояния существующих автоматизированных систем диспетчерского управления инженерным оборудованием зданий и сооружений

Автоматизированная система диспетчерского управления (АСДУ) инженерным оборудованием зданий и сооружений является основным элементом нижнего уровня городской системы управления потреблением энергоресурсов (ГСУПЭ) и обеспечивает выполнение функций мониторинга инженерного оборудования зданий и сооружений.

В настоящий момент системы управления городского уровня отсутствуют.

Компания «Инфорт» предлагает рассмотреть возможность сотрудничества по вопросам создания автоматизированной системы управления. Произвести работы по замене существующего морально устаревшего оборудования ОДС, эксплуатируемого в диспетчерских жилищно-коммунальных управлений. Спроектировать и построить систему, при которой будет реализован сбор и обработку информации о расходе энергоносителей; сигнализация об аварийных состояниях инженерных систем, обеспечить создание диспетчерского CALL-центра с объектами управления, что, таким образом, позволит собирать низовую информацию, принимать оперативные и адекватные решения на местах и передавать соответствующую информацию по принадлежности.

Компания «Инфорт» обладает высокими компетенциями по созданию и защите территориально-распределенных систем и с радостью применит свои знания для повышения эффективности и безопасности систем управления городским хозяйством.

Первым шагом в вопросе возможного сотрудничества, предлагаем провести аудит всех инженерных систем с целью выявления потенциальных внешних и внутренних угроз и планирования работ для создания Единая автоматизированная система диспетчерского контроля и управления городским хозяйством.

Описание ЕАСДКиУ

Структура ЕАСДКиУ

Основными элементами ЕАСДКиУ являются:

• распределенная информационная система диспетчерского контроля и управления жилищно-коммунальным хозяйством (РИС);
• телекоммуникационная подсистема на базе, объединяющей элементы АСДУ;
• информационно-расчетной подсистемы, обеспечивающей осуществление расчетов между субъектами жилищно-коммунального хозяйства.

ЕАСДКиУ строится в соответствии с требованиями семиуровневой эталонной модели взаимодействия открытых систем (ISO/OSI), обеспечивающей взаимодействие разнородных информационно-телекоммуникационных систем на базе стандартных интерфейсов и протоколов, удовлетворяющих международным рекомендациям.

Телекоммуникационная система ЕАСДКиУ должна обеспечивать выполнение следующих основных требований:

• соответствовать иерархическому принципу построения информационной системы ЕАСДКиУ и обеспечивать необходимые интерфейсы и шлюзы к сетям другого функционального предназначения согласно проекту развития Общегородской информационной системы;
• обеспечивать:

- оптимальную пропускную способность с возможностью ее расширения для каналов, соединяющих различные элементы ЕАСДКиУ в зависимости от решаемых задач и объема информационных потоков;

- синхронизацию распределенных баз данных ЕАСДКиУ;

- высокую степень живучести, защищенности, помехоустойчивости и надежности каналов связи с достаточной степенью резервирования;

- оптимальное сочетание различных протоколов передачи данных с гарантированной доставкой на каждом из иерархических уровней системы ЕАСДКиУ;

• иметь развитые средства мониторинга и управления сетями;
• предусматривать возможность круглосуточной непрерывной работы всех элементов системы ЕАСДКиУ.

Распределенная информационная система

Функции и состав РИС

РИС предназначена для выполнения следующих функций:

• сбор информации о текущих значениях показателей измерительных устройств, входящих в состав домовой сети автоматизированной системы диспетчерского управления (АСДУ);
• передачу значений технических характеристик, технологических параметров и состояния инженерных систем от домовых регистраторов к периферийным серверам базы данных;
• дистанционное управление оборудованием;
• автоматизированное управление параметрами инженерных систем;
• накопление и хранение показаний приборов коммерческого учета расхода энергоресурсов;
• обеспечение защиты передаваемой информации от возможности перехвата или искажения ее третьими лицами;
• обслуживание запросов клиентов РИС, обращенных к базе данных;
• обеспечение защиты информационных ресурсов РИС от возможности несанкционированного доступа.

Система представляет собой программно-аппаратный комплекс и состоит из следующих составляющих:

• комплекса сбора первичной информации, состоящей из АСДУ инженерным оборудованием зданий и сооружений, которые представляют собой совокупность домовых сетей и должны взаимодействовать с остальными элементами РИС с помощью домовых регистраторов;
• комплекса базы данных диспетчерского контроля и управления, который должен состоять из центрального сервера базы данных и периферийных серверов баз данных;
• комплекса клиентов РИС - совокупность систем, авторизованных серверами базы данных РИС, которые должны выполнять приложения, которые обращаются с запросами к этой базе;
• телекоммуникационной системы, объединяющей элементы РИС.

Топология и архитектура РИС

Топология РИС соответствует принципам построения централизованной системы, и ее архитектура удовлетворяет следующим требованиям.

РИС представляет собой 3-ступенчатую иерархическую структуру, у которой на верхнем уровне находится центральный сервер базы данных РИС, ниже находятся периферийные серверы базы данных, а на нижнем уровне - домовые регистраторы. Все остальные клиенты РИС взаимодействуют исключительно с ЦСБД. При этом клиенты РИС не имеют возможности изменять информацию, содержащуюся в базе данных ни на ЦСБД, ни на ПСБД.

РИС проектируется таким образом, что возникновение нескольких аварийных ситуаций не приводит к перегрузке системы. В случае выхода из строя линий связи и электропередачи, отдельные компоненты системы способны работать в автономном режиме независимо от остального оборудования системы.

РИС способна автоматически переконфигурировать свои структуры в случае выхода из строя отдельных компонентов ЕАСДКиУ.

Одновременно с этим, структура и топология РИС на телекоммуникационном уровне привязаны к архитектуре и отвечают определенным требованиям топологии. В частности, сеть доступа содержит узлы двух уровней: первичные и вторичные, на которых размещается оборудование, обслуживающее соответствующие уровни сети. При этом ни места размещения оборудования РИС, ни места размещения АРМ пользователей не привязаны к архитектуре.

На первичных узлах размещаются серверы базы данных и телекоммуникационное оборудование, обеспечивающее взаимодействие баз данных между собой по транспортной сети.

На вторичных узлах размещаются пункты сбора данных от "куста" домов и телекоммуникационное оборудование, обеспечивающее связь с сервером базы данных.

В домах размещаются домовые телекоммуникационные узлы, которые связывают оборудование домовой сети АСДУ с вторичными узлами.

Благодаря связи между серверами баз данных и клиентами РИС по транспортной сети образуется распределенная городская база данных, которая достаточно легко должна решить вопросы защиты баз данных от катастрофических воздействий как природного, так и антропогенного происхождения.

Обмен данными на всех уровнях взаимодействия с каналообразующим оборудованием сети осуществляется с помощью открытых протоколов, снабженных элементами криптозащиты от несанкционированного доступа к информации.

Телекоммуникационная система

Телекоммуникационная система ЕАСДКиУ служит для объединения всех ее элементов и содержит два уровня: транспортная сеть и сеть доступа.

Транспортная сеть строится на основе единой волоконно-оптической кабельной магистральной сети с использованием цифрового волоконно-оптического оборудования, соответствующего последним европейским стандартам и предназначена для высококачественной передачи цифровых потоков к узлам транспортной сети.

Сеть доступа осуществляет доведение цифровых потоков до абонентов. Особенностью этой сети является то, что она строится как многофункциональная широкополосная сеть, потенциально способная обеспечить предоставление пользователю широкого спектра телекоммуникационных услуг.

Автоматизированная система диспетчерского управления

Состав АСДУ

Автоматизированная система диспетчерского управления (АСДУ) инженерным оборудованием зданий и сооружений объединяет здания в пределах одного ГРЭП и обеспечивает выполнение следующих функций:

• накопление, хранение и передача на вышестоящий уровень (на сервер доступа) показаний приборов коммерческого учета расхода энергоресурсов;

• контроль инженерного оборудования зданий и сооружений;

• дистанционное управление оборудованием инженерных систем;

• автоматизированное управление параметрами инженерных систем.

АСДУ состоит из автоматизированного рабочего места (АРМ) пункта управления диспетчерской и оборудования домовой сети.

Оборудование домовой сети АСДУ предназначено для сбора, обработки и передачи по сети информации о состоянии инженерного оборудования здания и содержит концентраторы и домовой регистратор, объединенные домовой сетью.

Концентраторы служат для сбора информации с первичных измерительных преобразователей (датчиков) и управления исполнительными устройствами и размещаются в местах компактного расположения датчиков (домовой тепловой пункт, электрощитовая, машинное помещение лифта, чердак, подвал, подъезд жилого дома без лифта). Существует соответственно четыре типа концентраторов.

Концентратор для электрощитовой обеспечивает возможность подключения автоматизированной системы коммерческого учета квартирного потребления электроэнергии (АСКУЭ БП) по силовой сети.

Дуплексную громкоговорящую связь диспетчера с помещениями осуществляют с помощью переговорных устройств, которые подключаются к концентраторам. Вызов диспетчера из помещений осуществляется нажатием соответствующей кнопки на переговорном устройстве. Кроме того, через переговорное устройство по команде диспетчера может быть открыт электромеханический замок.

Домовой регистратор предназначен для управления оборудованием домовой сети и его связи с сервером доступа ЕАСДКиУ и обеспечивает функционирование домового уровня ЕАСДКиУ.

Домовые регистраторы, модемы и концентраторы монтируются в запираемых металлических шкафах в помещениях, обеспечивающих их сохранность. Помещение, где монтируется оборудование АСДУ, снабжается средствами, исключающими несанкционированный доступ (замок и датчики контроля несанкционированного доступа).

Оборудование домовой сети АСДУ выполнено в антивандальном исполнении, максимально затрудняющем его несанкционированное вскрытие.

В оборудовании домовой сети АСДУ предусмотрены меры защиты от актов саботажа в виде попыток вскрытия системы кодирования информации, фальсификации информации об оплате и о пользовании услугами.

В информационном плане АСДУ состоит из следующих подсистем.

1. Подсистема контроля инженерного оборудования, которая индицирует текущее состояние инженерного оборудования, сигнализирует о его внештатном состоянии и характеризует качество предоставляемых услуг (энергоресурсов).

• Контроль наличия фаз во ВРУ электрощитовой.

• Центральное отопление и горячее водоснабжение:

• расход воды в прямом и обратном трубопроводах;

• температура в прямом и обратном трубопроводах;

• температура наружного воздуха;

• давление в прямом и обратном трубопроводах;

• состояние циркуляционных насосов;

• автоматизированное телеуправление расходом тепла и горячей воды.

• Холодное водоснабжение:

• давление;

• расход холодной воды;

• состояние циркуляционных насосов;

• автоматизированное телеуправление расходом холодной воды (подкачивающий насос холодной воды).

• Контроль состояния лифтов:

• параметры согласно перечню сигналов, контролируемых оборудованием АОЗТ "МОСОТИС";

• авария лифта (обобщенный параметр по результатам самоконтроля станции управления).

• Дуплексная громкоговорящая связь диспетчера (одновременно способна решать задачи подъездного домофона) с:

• электрощитовыми;

• тепловыми узлами;

• кабинами и машинными помещениями лифтов;

• помещениями для дежурной смены ГРЭП;

• входной дверью в диспетчерский пункт;

• помещениями консьержек или входом в подъезд;

• дистанционное управление входной дверью в диспетчерскую.

• Дистанционное включение освещения в подъездах домов, перед дверями подъездов и дворового освещения.

• Контроль и дистанционное управление пуском дренажных насосов канализации.

2. Подсистема коммерческого учета энергоресурсов, которая обеспечивает сбор информации о домовом потреблении. (Оборудование АСДУ позволяет с помощью простейших счетчиков вести учет потребления энергоресурсов по любому количеству тарифов.)

• Электроэнергии:

• на нужды дома;

• лифтовым хозяйством дома;

• суммарное потребление жилого сектора.

• Тепла:

• на центральное отопление;

• на горячее водоснабжение.

• Горячей воды.

• Холодной воды.

3. Подсистема контроля доступа в технические помещения, которая обеспечивает физическую сохранность оборудования АСДУ, сигнализируя о проникновении во все технические помещения (чердаки, на крыши, подвалы, машинные помещения лифта, вентиляционные помещения, электрощитовые, помещения ГРЭП и т.д.).

Кроме того, эта подсистема обеспечивает дополнительную сохранность оборудования АСДУ путем сигнализации о вскрытии запираемых металлических шкафов, в которых монтируется оборудование.

4. Подсистема пожарной, газовой и аварийной безопасности, которая сигнализирует о состоянии датчиков соответствующих подсистем во всех технических помещениях и узлах, в том числе:

• пожарная сигнализация;

• контроль состояния домовой системы пожарной сигнализации и дымоудаления;

• контроль температуры окружающего воздуха;

• контроль состояния вентиляции (приточная или вытяжная);

• сигнализация о загазованности подвальных помещений;

• сигнализация о затоплении подвальных помещений

Комплекс диспетчеризации лифтов

Существует комплекс для диспетчеризации лифтового и коммунального хозяйства города. В соответствии с мировыми тенденциями для связи с ЕАСДКиУ используются беспроводные каноны GSM телефонии, что позволило решить основные задачи:

• свести количество диспетчерских пультов к одному на весь город, закрепив за каждым диспетчером до 400 лифтов;
• избавиться от большого количества дорогих и ненадежных кабельных соединений;
• наравне с подключением к ЕАСДКиУ недиспетчеризированных лифтов, аппаратура может применяться для замены устаревших систем диспетчеризации;
• за счет простоты освоения основных принципов работы с оборудованием уменьшить влияние того факта, что на начальном этапе внедрения аппаратуры отсутствует требуемая квалификация персонала

Кроме всего перечисленного, система идеально подходит для быстрой диспетчеризации лифтов по отдельным хозяйственным договорам, по 2-3 подъезда, а также для подключения к ЕАСДКиУ отдельно стоящих домов, подведение проводных коммуникаций к которым затруднено по объективным причинам.

Комплекс диспетчеризации лифтов может состоять из двух основных неотделимых модулей:

• станций диспетчеризации, которые устанавливаются на каждом контролируемом лифте и
• комплекса программного обеспечения диспетчера, с помощью которого производится диагностика и управление состоянием лифта.

К станции управления лифтом подключается одна станция диспетчеризации с использованием всего 12-15 проводников длиной 2-3 м. В помещении ЕДЦ каждый диспетчер работает на своем компьютере, к которому подключен GSM модем.

Основные возможности:

• Авторизация пользователей.
• Отображение объектов.
• Отображение списка каналов, принадлежащие выбранному объекту.
• Отображение  местоположения объектов на карте.
• Отображение графиков изменения значений аналоговых каналов.
• Отображение графиков объекта, отображение графиков аналоговых каналов, выбранных для показа.
• Управление пользователями.
• Управление подразделениями.
• Управление параметрами настройки.
• Конфигурация отчётов.
• Добавление объектов.
• Изменение объектов.
• Удаление объектов.
• Поиск объектов.
• Просмотр журнала пользовательских событий.
• Просмотр журнала обновления объектов.
• Просмотр журнала сервисных событий, добавление, изменение, сохранение, сервисных событий.
• Просмотр, добавление, изменение, удаление паспорта объекта.
• Сдача смены.
• Добавление объектов в расписание опроса станций, в выбранный день недели и заранее определённое время.
• Управление расписанием опроса станций.
• Отправка SMS на объект.
• Отправка команды на станцию.
• Управление станциями(объектами).
• Справка о программе с возможностью сохранения в виде файла, а так же общая информация о компании и продукте.

Работа ЕАСДКиУ

Например, в РУВД поступит информация о попытках проникновения в технические помещения зданий и сооружений и одновременно диспетчер АСДУ по наложенному каналу связи устанавливает голосовую связь с дежурным районного отдела милиции

Аналогично построена система противопожарной безопасности технических помещений. Информация о возгораниях в любых местах, снабженных пожарными датчиками, поступит на монитор АРМ ГРЭП и одновременно в районную пожарную часть.

Информация о затоплении остается на уровне ГРЭП, так как подобные неисправности устраняются силами ГРЭП. Но при необходимости, эта информация может быть передана на верхние уровни для сбора статистики происшествий в структурах района, округа или города. Например, в Водоканал поступит информация о расходе холодной воды и давлении на вводе дома, а в аварийную службу Водоканала - информация о падении давления на вводе дома и о затоплении подвальных помещений.

В "Ленэнерго" поступит информация о показаниях домовых счетчиков, показаниях напряжения по фазам, а в аварийную службу "Ленэнерго" - информация о пропадании фаз.

Таким образом, мы видим, что ЕАСДКиУ является не только диспетчером сети уровня АРМ ГРЭП, но и одновременно является администратором всей транспортной сети - распределяет информацию в обобщенном (требуемом) виде всем вышестоящим организациям. Однако в случае необходимости, оператор вышестоящей организации может затребовать любую информацию нижнего уровня.

ЕАСДКиУ позволит Комплексу городского хозяйства контролировать деятельность коммунальных служб, начиная от ГРЭП и ДЕЗ, и поставщиков коммунальных услуг.

Для этого во все управления Комплекса городского хозяйства, в префектуры города должен поступать объем информации, необходимый и достаточный для контроля на соответствующих уровнях. Эта информация может поступать в обобщенном виде или в реальном масштабе времени. Вообще, вопрос о том, какими функциями наделять ЕАСДКиУ, следует решать совместно со службами, которые будут контролировать работу Комплекса городского хозяйства..

Пути развития системы

ЕАСДКиУ содержит большие возможности для дальнейшего развития.

1. Может быть развернута новая общегородская служба связи - видеоконференцсвязь между структурами города на любом уровне: Управления КГХ, Мэрия - префектуры, префектуры - префектуры, префектуры - территориальные управления и т.д.

2. ЕАСДКиУ может быть использована для создания автоматизированных систем управления жизнеобеспечением города, например, городскими потоками энергоресурсов (электроэнергии, воды, тепла, газа), мониторинга окружающей среды и т.д.

3. Следующим шагом в использовании уникальных свойств ЕАСДКиУ для управления системами городского хозяйства явится переход от сбора и учета информации о домовом потреблении энергоресурсов к созданию автоматизированной системы сбора и учета коммунальных услуг, потребляемых каждым квартиросъемщиком, и диспетчеризации квартирного инженерного оборудования. Эта подсистема будет базироваться на инфраструктуре АСДУ, реализовывать алгоритмы диагностирования состояния и управления квартирным инженерным оборудованием и позволит снабдить индивидуального абонента компьютеризированными системами охранной и пожарной сигнализации и контроля доступа, начиная с простейшего подъездного домофона и заканчивая системами телевизионного наблюдения. Отображение информации о состоянии инженерного оборудования квартир будет осуществляться в диспетчерских нижнего уровня. Внедрение системы квартирного учета и контроля энергоресурсов позволит потребителю платить только за то, что он употребил и не оплачивать непроизводительные потери при транспортировке энергоресурсов от производителя до потребителя.