ПОДВИЖНАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ МАШИНА УПРАВЛЕНИЯ
MOVABLE AUTOMATED CONTROL MACHINE

Изобретение относится к технике телекоммуникационных систем и может быть использовано в качестве подвижной автоматизированной машины управления для работы должностных лиц в полевых условиях во временных сооружениях, укрытиях, неподготовленных стационарных помещениях, контейнерах и автомобильных кузовах переменного и постоянного объема.
При нахождении и работе должностных лиц в полевых условиях используются различные средства автоматизации и связи, выполненные в виде отдельных устройств, например, вычислительная техника, средства управления и связи. Однако использование каждого из указанных средств в отдельности не способствует повышению оперативности решения различных задач, возникающих в процессе деятельности должностных лиц в полевых условиях. Более совершенным для решения поставленной задачи является создание оборудованных рабочих мест должностных лиц в подвижных объектах.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является переносной программно-технический комплекс модульного типа по патенту RU на изобретение №2607710 от 10.01.2017 г., МПК H04N 11/06, БИ №1 от 10.01.2017 г. [3]. Этот комплекс состоит из портативных компьютеров рабочих мест должностных лиц (РМ ДЛ), по одному на каждое из N рабочих мест, двух коммутаторов объектовой локальной вычислительной сети (ЛВС), плоттера, сканера, принтера, двух видеокамер, портативного компьютера рабочего места оператора (РМО), двух звуковых колонок, подавителя обратной связи (ОС), микшера-предусилителя, двух микрофонов, расширителя, видеомонитора, видеопроектора, телефонных аппаратов системы АТС, по одному телефонному аппарату на каждое из N упомянутых рабочих мест должностных лиц, линейного щита, N абонентских линий телефонной связи (АЛ ТС), волоконно-оптической линии связи (ВОЛС), N портативных радиостанций, распределенных по одной радиостанции на каждое из N упомянутых рабочих мест должностных лиц, и внешней базовой станции сети служебной радиосвязи.
Задачей изобретения является создание подвижной автоматизированной машины управления с рабочими местами должностных лиц, оборудование которых конструктивно и технически объединено в одном подвижном объекте, обеспечивающей должностным лицам расширенный объем количественных и качественных услуг при работе их в полевых условиях по развертываемым телекоммуникационным сетям различных министерств и ведомств, передачу по подключенным к машине управления трактам и каналам связи телефонных сообщений, обслуживание абонентов (должностных лиц) и предоставление им различных услуг связи, включая прямую передачу речевой и документальной информации, видеоинформации между рабочими местами ДЛ машины управления и выносными рабочими местами должностных лиц.
Целью изобретения является повышение оперативности решения задач управления, расширения объема предоставляемых должностным лицам услуг связи и улучшение удобства их работы в полевых условиях.
Поставленная цель достигается тем, что в подвижную автоматизированную машину управления, содержащую портативные компьютеры рабочих мест должностных лиц (РМ ДЛ), по одному на каждое из n рабочих мест, два коммутатора объектовой локальной вычислительной сети (ЛВС), телефонные аппараты системы АТС, по одному телефонному аппарату на каждое из n упомянутых рабочих мест должностных лиц, линейный щит, волоконно-оптическую линию связи (ВОЛС) и внешнюю базовую станцию сети служебной радиосвязи дополнительно введены блок транзитной коммутации каналов, блок криптографической защиты информации, блок шлюз-маршрутизатора, блок сопряжения, две проводные линии связи для организации обмена по технологии HDSL, концентратор телефонной связи, сервер комплекса средств автоматизации (КСА), навигационная аппаратура со встроенной антенной, сервер видеоконференцсвязи, сервер связи, мультиплексор комбинированный систем связи (МКСС), два оптических конвертера, второй линейный щит, вторая волоконно-оптическая линия связи, коммутатор проводной связи, два телефонных аппарата проводной связи и радиостанция сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона с антенной, при этом входы-выходы первого, второго и n-го портативных компьютеров по стыку Ethernet подключены соответственно к первому, второму и n-ому входам-выходам первого коммутатора объектовой ЛВС, n+1, n+2, n+3, n+4, n+5 входы-выходы которого по стыкам Ethernet подключены соответственно к первым входам-выходам блока транзитной коммутации каналов и сервера КС А, ко входам-выходам сервера видеоконференцсвязи и сервера связи, к первым входам-выходам второго коммутатора объектовой ЛВС, вторые входы-выходы блока транзитной коммутации каналов по стыку Ethernet соединены с первыми входами-выходами блока криптографической защиты информации, вторые входы-выходы которого по стыку Ethernet соединены с первыми входами-выходами блока шлюз-маршрутизатора, вторые входы-выходы которого по стыку Ethernet соединены с первыми входами-выходами блока сопряжения, вторые входы-выходы которого по стыку Ethernet соединены с первыми станционными входами-выходами первого линейного щита, к первым линейным входам-выходам которого подключены входы-выходы первой проводной линии связи для организации обмена по технологии HDSL, вторые входы-выходы сервера КСА по стыку RS-232 соединены с входами-выходами навигационной аппаратуры со встроенной антенной, вторые входы-выходы второго коммутатора объектовой ЛВС по стыку Ethernet соединены со вторыми станционными входами-выходами первого линейного щита, к первому, второму и n-ому станционным входам-выходам концентратора телефонной связи подключены линейные входы-выходы соответственно первого, второго и n-го телефонных аппаратов системы АТС, линейные входы-выходы концентратора телефонной связи соединены с входами-выходами абонентской стороны мультиплексора комбинированного систем связи, входы-выходы канальной стороны которого по стыку Ethernet соединены с первыми входами-выходами первого оптического конвертера, вторые входы-выходы которого соединены с первыми станционными входами-выходами второго линейного щита, первые линейные входы-выходы которого соединены с линейными входами-выходами первой волоконно-оптической линии связи, линейные входы-выходы первого и второго телефонных аппаратов проводной связи подключены соответственно к первым и вторым станционным входам-выходам коммутатора проводной связи, линейные входы-выходы которого соединены с третьими станционными входами-выходами первого линейного щита, ко вторым линейным входам-выходам которого подключены линейные входы-выходы второй проводной линии связи для организации обмена по технологии HDSL, третьи входы-выходы второго коммутатора объектовой ЛВС по стыку Ethernet соединены с первыми входами-выходами второго оптического конвертера, вторые входы-выходы которого соединены со вторыми станционными входами-выходами второго линейного щита, вторые линейные входы-выходы которого подключены к линейным входам-выходам второй волоконно-оптической линии связи, третьи входы-выходы блока шлюз-маршрутизатора по стыку Ethernet соединены с канальными входами-выходами радиостанции сверхвысокочастотного диапазона, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны радиостанции СВЧ диапазона, которая по эфиру соединена с входом-выходом антенны внешней базовой станции сети служебной радиосвязи.
Поставленная цель достигается также тем, что портативный компьютер каждого из n рабочих мест должностных лиц содержит системный блок, состоящий из материнской платы, на которой размещены микропроцессор, системная магистраль (шина) типа ISA/PCI, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и контроллер клавиатуры, адаптера монитора, адаптера портов, контроллера дополнительных устройств, контроллера дисков, жесткого магнитного диска, системного программного обеспечения и функционального прикладного программного обеспечения, поставляемых на накопителе на жестком магнитном диске, дисковода для подключения гибкого магнитного диска, расширителя интерфейсов, платы аудио- ввода-вывода, платы видео- ввода-вывода и платы Ethernet, а также содержит дисплей с плазменным экраном, стандартную клавиатуру и графический манипулятор типа «мышь», при этом первые, вторые, третьи, четвертые, пятые, шестые, седьмые, восьмые и девятые входы-выходы системной шины материнской платы системного блока подключены соответственно к первым входам-выходам микропроцессора и ОЗУ, к входам-выходам ПЗУ, к первым входам-выходам контроллера клавиатуры, адаптера монитора, адаптера портов, контроллера дополнительных устройств, контроллера дисков и расширителя интерфейсов, вторые входы-выходы микропроцессора соединены со вторыми входами-выходами ОЗУ, вторые входы-выходы контроллера клавиатуры соединены с входами-выходами стандартной клавиатуры, вторые входы-выходы адаптера монитора соединены с входами-выходами дисплея с плазменным экраном, вторые входы-выходы адаптера портов соединены с входами-выходами графического манипулятора типа «мышь», вторые и третьи входы-выходы контроллера дисков подключены соответственно к первым входам-выходам жесткого магнитного диска и ко входам-выходам дисковода для подключения гибкого магнитного диска, вторые и третьи входы-выходы жесткого магнитного диска подключены к входам-выходам соответственно системного программного обеспечения и функционального прикладного программного обеспечения, вторые, третьи и четвертые входы-выходы расширителя интерфейсов подключены ко входам-выходам соответственно платы аудио- ввода-вывода, платы видео- ввода-вывода и платы Ethernet, при этом вторые входы-выходы контроллера дополнительных устройств являются входами-выходами портативного компьютера и подключены к первым входам-выходам первого коммутатора объектовой локальной вычислительной сети.
Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что предлагаемая подвижная автоматизированная машина управления отличается наличием новых блоков: блока транзитной коммутации каналов, блока криптографической защиты информации, блока шлюз-маршрутизатора, блока сопряжения, двух проводных линий связи для организации обмена по технологии HDSL, концентратора телефонной связи, сервера комплекса средств автоматизации (КСА), навигационной аппаратуры со встроенной антенной, сервера видеоконференцсвязи, сервера связи, мультиплексора комбинированного систем связи, двух оптических конвертеров, второго линейного щита, второй волоконно-оптической линии связи, коммутатора проводной связи, двух телефонных аппаратов проводной связи и радиостанции сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона с антенной, а также изменением связей между известными блоками устройства.
Таким образом, заявляемая подвижная автоматизированная машина управления соответствует критерию изобретения «новизна». Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что введенные блоки широко известны и дополнительного творчества по их реализации не требуется. Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемую подвижную автоматизированную машину управления вышеуказанные блоки проявляют новые свойства, что приводит к достижению поставленной цели. При этом в предлагаемой подвижной автоматизированной машине управления обеспечивается повышение оперативности решения задач управления, расширение объема предоставляемых должностным лицам услуг связи и улучшение удобства их работы в полевых условиях.
Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию «существенные отличия».
Заявляемое решение явным образом не следует из уровня техники и имеет изобретательский уровень, а используемые в машине управления аппаратура и оборудование широко известны в литературе [1, 2, 3], что подтверждает возможность промышленной реализации подвижной автоматизированной машины управления.
На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема подвижной автоматизированной машины управления, а на фиг. 2 приведена структурная схема портативного компьютера рабочего места должностного лица.
1
n
1
n
Подвижная автоматизированная машина управления содержит (фиг. 1) n портативных компьютеров 1 (1-1) рабочих мест должностных лиц (РМ ДЛ), по одному компьютеру на каждое рабочее место, первый коммутатор 2 объектовой локальной вычислительной сети (ЛВС), блок 3 транзитной коммутации каналов, блок 4 криптографической защиты информации, блок 5 шлюз-маршрутизатора, блок 6 сопряжения, первый линейный щит 7, первую проводную линию 8 связи для организации обмена по технологии HDSL, n телефонных аппаратов 9 (9-9) системы автоматической телефонной связи (АТС), по одному телефонному аппарату на каждое рабочее место должностного лица, концентратор 10 телефонной связи, сервер 11 комплекса средств автоматизации (КСА), навигационную аппаратуру 12 со встроенной антенной, сервер 13 видеоконференцсвязи, сервер 14 связи, мультиплексор 15 комбинированный систем связи (МКСС), первый оптический конвертер 16, второй линейный щит 17, первую волоконно-оптическую линию 18 связи (ВОЛС), коммутатор 19 проводной связи, первый 20 и второй 21 телефонные аппараты проводной связи, вторую проводную линию 22 связи для организации обмена по технологии HDSL, второй коммутатор 23 объектовой ЛВС, второй оптический конвертер 24, вторую волоконно-оптическую линию 25 связи, радиостанцию 26 сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, антенну 27 радиостанции СВЧ диапазона и внешнюю базовую станцию 28 сети служебной радиосвязи.
1
n
Входы-выходы первого, второго и n-го портативных компьютеров 1 по стыку Ethernet подключены соответственно к первому, второму и n-ому входам-выходам первого коммутатора 2 объектовой ЛВС, n+1, n+2, n+3, n+4, n+5 входы-выходы которого по стыкам Ethernet подключены соответственно к первым входам-выходам блока 3 транзитной коммутации каналов и сервера 11 КСА, ко входам-выходам сервера 13 видеоконференцсвязи и сервера 14 связи, к первым входам-выходам второго коммутатора 23 объектовой ЛВС. Вторые входы-выходы блока 3 транзитной коммутации каналов по стыку Ethernet соединены с первыми входами-выходами блока 4 криптографической защиты информации, вторые входы-выходы которого по стыку Ethernet соединены с первыми входами-выходами блока 5 шлюз-маршрутизатора, вторые входы-выходы которого по стыку Ethernet соединены с первыми входами-выходами блока 6 сопряжения, вторые входы-выходы которого по стыку Ethernet соединены с первыми станционными входами-выходами первого 7 линейного щита, к первым линейным входам-выходам которого подключены входы-выходы первой проводной линии 8 связи для организации обмена по технологии HDSL, вторые входы-выходы сервера 11 КСА по стыку RS-232 соединены с входами-выходами навигационной аппаратуры 12 со встроенной антенной. Вторые входы-выходы второго коммутатора 23 объектовой ЛВС по стыку Ethernet соединены со вторыми станционными входами-выходами первого 7 линейного щита, к первому, второму и n-ому станционным входам-выходам концентратора 10 телефонной связи подключены линейные входы-выходы соответственно первого, второго и n-го телефонных аппаратов 9 (9-9) системы АТС, линейные входы-выходы концентратора 10 телефонной связи соединены с входами-выходами абонентской стороны мультиплексора 15 комбинированного систем связи, входы-выходы канальной стороны которого по стыку Ethernet соединены с первыми входами-выходами первого оптического конвертера 16, вторые входы-выходы которого соединены с первыми станционными входами-выходами второго линейного щита 17, первые линейные входы-выходы которого соединены с линейными входами-выходами первой волоконно-оптической линии 18 связи, линейные входы-выходы первого 20 и второго 21 телефонных аппаратов проводной связи подключены соответственно к первым и вторым станционным входам-выходам коммутатора 19 проводной связи, линейные входы-выходы которого соединены с третьими станционными входами-выходами первого линейного шита 7, ко вторым линейным входам-выходам которого подключены линейные входы-выходы второй проводной линии 22 связи для организации обмена по технологии HDSL. Третьи входы-выходы второго коммутатора 23 объектовой ЛВС по стыку Ethernet соединены с первыми входами-выходами второго оптического конвертера 24, вторые входы-выходы которого соединены со вторыми станционными входами-выходами второго линейного щита 17, вторые линейные входы-выходы которого подключены к линейным входам-выходам второй волоконно-оптической линии 25 связи, третьи входы-выходы блока 5 шлюз-маршрутизатора по стыку Ethernet соединены с канальными входами-выходами радиостанции 26 сверхвысокочастотного диапазона, высокочастотный вход-выход которой соединен с высокочастотным входом-выходом антенны 27 радиостанции СВЧ диапазона, которая по эфиру соединена с входом-выходом антенны внешней базовой станции 28 сети служебной радиосвязи.
Портативный компьютер 1 каждого из n рабочих мест должностных лиц содержит (см. фиг. 2) системный блок 29, состоящий из материнской платы 30, на которой размещены системная магистраль (шина) 31 типа ISA/PCI, микропроцессор 32, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 33, перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 34 и контроллер 35 клавиатуры, адаптера 36 монитора, адаптера 37 портов, контроллера 38 дополнительных устройств, контроллера 39 дисков, жесткого магнитного диска 40, системного программного обеспечения 41 и функционального прикладного программного обеспечения 42, поставляемых на накопителе на жестком магнитном диске 40, дисковода 43 для подключения гибкого магнитного диска, расширителя 44 интерфейсов, платы 45 аудио- ввода-вывода, платы 46 видео- ввода-вывода и платы 47 Ethernet, а также содержит стандартную клавиатуру 48, дисплей 49 с плазменным экраном и графический манипулятор 50 типа «мышь».
Первые, вторые, третьи, четвертые, пятые, шестые, седьмые, восьмые и девятые входы-выходы системной магистрали (шины) 31 материнской платы 30 системного блока 29 подключены соответственно к первым входам-выходам микропроцессора 32 и ОЗУ 33, к входам-выходам ПЗУ 34, к первым входам-выходам контроллера 35 клавиатуры, адаптера 36 монитора, адаптера 37 портов, контроллера 38 дополнительных устройств, контроллера 39 дисков и расширителя 44 интерфейсов, вторые входы-выходы микропроцессора 32 соединены со вторыми входами-выходами ОЗУ 33, вторые входы-выходы контроллера 35 клавиатуры соединены с входами-выходами стандартной клавиатуры 48, вторые входы-выходы адаптера 36 монитора соединены с входами-выходами дисплея 49 с плазменным экраном, вторые входы-выходы адаптера 37 портов соединены с входами-выходами графического манипулятора 50 типа «мышь», вторые и третьи входы-выходы контроллера 39 дисков подключены соответственно к первым входам-выходам жесткого магнитного диска 40 и ко входам-выходам дисковода 43 для подключения гибкого магнитного диска, вторые и третьи входы-выходы жесткого магнитного диска 40 подключены к входам-выходам соответственно системного программного обеспечения 41 и функционального прикладного программного обеспечения 42, вторые, третьи и четвертые входы-выходы расширителя 44 интерфейсов подключены ко входам-выходам соответственно платы 45 аудио- ввода-вывода, платы 46 видео- ввода-вывода и платы 47 Ethernet, при этом вторые входы-выходы контроллера 38 дополнительных устройств являются входами-выходами портативного компьютера 1 и подключены к первым входам-выходам первого коммутатора 2 объектовой локальной вычислительной сети.
Портативные компьютеры 1 рабочих мест должностных лиц представляют собой персональную электронную вычислительную машину (ПЭВМ), выполненную в виде единого моноблока, размещенного в корпусе, и содержащую системный блок, включающий в себя материнскую плату, на которой размещены системная шина, микропроцессор, ОЗУ, ПЗУ и контроллер клавиатуры, а также содержащую адаптер монитора, адаптер портов, контроллер дополнительных устройств, контроллер дисков, жесткий магнитный диск, системное программное обеспечение и функциональное прикладное программное обеспечение, поставляемые на накопителе на жестком магнитном диске, стандартную клавиатуру, видеомонитор и графический манипулятор.
В качестве портативных компьютеров 1 может быть использована портативная персональная электронная вычислительная машина ЕС-1866 (децимальный номер ПИРШ.466215.005), разработанная ОАО «НИЦЭВТ» (г. Москва).
Портативные компьютеры 1 рабочих мест ДЛ предназначены для организации обмена информацией и данными между взаимодействующими должностными лицами подвижной автоматизированной машины управления, с выносными рабочими местами должностных лиц и аппаратными предоставления услуг связи. При этом с портативного компьютера 1 рабочих мест ДЛ обеспечивается:
1) ввод, хранение, отображение и документирование информации;
2) обмен информацией с взаимодействующими РМ ДЛ по сети обмена данными;
3) сбор, обобщение, отображение и документирование информации о состоянии связей, каналов и аппаратуры подвижной машины управления;
4) дистанционное управление аппаратурой из состава подвижной автоматизированной машины управления в объеме возможностей, предусмотренных в аппаратуре;
5) решение информационных и расчетных задач по организации обмена документированной информацией по трактам и каналам связи;
6) информационно-функциональное взаимодействие с навигационной аппаратурой, включая автоматический прием данных по определению координат своего местоположения и ввод их в память своего портативного компьютера.
Для выполнения указанных функций в составе портативного компьютера 1 рабочих мест должностных лиц имеется системное программное обеспечение (СПО) и функциональное прикладное программное обеспечение (ФПО).
Первый 2 и второй 23 коммутаторы объектовой локальной вычислительной сети (ЛВС) предназначены для организации доступа в образованную объектовую локальную вычислительную сеть машины управления, обеспечения передачи по ней данных по стыку Ethernet 100 Base-TX между рабочими местами должностных лиц и выносными рабочими местами ДЛ, а также выхода по ВОЛС 22 в сеть связи общего пользования и в каналы связи, передачи данных внешнему потребителю по интерфейсу Ethernet, обеспечения передачи по ним данных по стыку Ethernet 10 Base-FX между рабочими местами должностных лиц.
В качестве коммутаторов 2 и 23 может быть использован коммутатор ЛВС типа Octopus OS20 с оптическими соединителями, разработанный для промышленной автоматизации. Этот коммутатор позволяет построить коммутируемую сеть ETHERNET с помощью кабелей витой пары и многомодового оптического волокна в топологии шины или кольца.
Для этой цели могут быть использованы также серийно выпускаемые промышленностью мобильные сетевые коммутаторы типа СКМ-8. Коммутатор СКМ-8 разработан ОАО «СИСТЕМПРОМ» (105066, г. Москва, ул. Н. Красносельская, дом 13, стр. 1) и соответствует стандарту IEEE 802.3u Fast Ethernet 10/100 Base T/TX Switch, имеет сетевой интерфейс 10/100 Base T/TX (восемь портов с разъемами типа PC 10ТВ) и порт конфигурации для работы с VLAN (виртуальная ЛВС), обеспечивает дуплексный и полудуплексный режимы работы, поддерживает автоматическое определение скорости передачи 10/100 Мбит/с half/fall duplex.
Блок 3 транзитной коммутации каналов осуществляет управление потоками информации, разграничивая их по типам шифраторов, по приоритетам доступа (категориям срочности). Данная функция позволяет равномерно загружать каналы связи и позволяет сгладить пиковую активность в сети и ее простои. Проводя непрерывный анализ видимых объектов в доступных сетях, блок 3 транзитной коммутации каналов предотвращает загрузку каналов связи данными, адресованными к недоступным абонентам. Он осуществляет взаимодействие с техническими средствами аппаратной через блок 4 криптографической защиты информации. При этом обеспечивается мониторинг и управление техническими средствами в локальном и удаленном режимах. Постоянный мониторинг состояния технических средств блоком 3 транзитной коммутации дает оперативную информацию об используемой аппаратуре, что, в свою очередь, позволяет в кратчайшие сроки выявить причины возможных аварий и своевременно устранить их.
Блок 4 криптографической защиты информации предназначен для создания высокоскоростной защищенной мультисервисной телекоммуникационной инфраструктуры на цифровых сетях связи и обеспечения маршрутизации и шифрования пакетов при работе должностных лиц предлагаемой подвижной автоматизированной машины управления по каналам и трактам в сетях с пакетной коммутацией. Он обеспечивает обмен информацией по стыку Ethernet с оконечным оборудованием данных и каналообразующими средствами со скоростью обмена 10, 100 Мбит/с в соответствии со стандартом IEEE 802.3 по соответствующим протоколам, а также IP-маршрутизацию передаваемой информации, включая данные, речевые сообщения и видеоинформацию, при работе по цифровым каналам связи на IP-сети с шифрованием IP-пакетов.
В качестве блока 5 может быть использован криптомаршрутизатор серии М-479Р, являющийся аппаратно-программным шифровальным средством, предназначенным для обработки информации, передаваемой по каналам и линиям связи. Этот криптомаршрутизатор включает в себя IP маршрутизаторы, что позволяет подключать его к транспортной сети связи без использования промежуточных устройств. В качестве устройства защиты передаваемой информации по каналам связи может быть использован шифратор данных, передаваемых в сети TCP/IP «Крипто-TCP/IP». Указанный шифратор данных представляет собой программно-аппаратный комплекс, выполненный на основе ПЭВМ типа IBM PC 486, Pentium и оборудованный устройством touch-memory для предотвращения несанкционированной загрузки операционной системы. Комплекс обеспечивает шифрование данных и аутентификацию с проверкой целостности передаваемой информации. Программно-аппаратный комплекс работает под управлением операционной системы FreeBSD и обеспечивает скорость обмена 10 Мбит/с.В качестве сетевого интерфейса применяется протокол Ethernet.
Блок 5 шлюз-маршрутизатора предназначен для организации работы объектовой локальной вычислительной сети. Блок 5 обеспечивает пропускную способность коммутации информационных пакетов на основе MAC адресов между интерфейсами локальной вычислительной сети по технологии полный дуплекс.
Блок 6 сопряжения предназначен для согласования информационно-управляющих цепей и уровней сигналов блока 5 шлюз-маршрутизатора с уровнями сигналов первой 8 и второй 22 проводных линий для организации обмена по технологии HDSL, подключенных к первому линейному щиту 7.
Первый 7 и второй 17 линейные щиты содержат присоединительные и коммутационные элементы, к которым с помощью кабельных разъемов подключаются абонентские, соединительные и волоконно-оптические линии связи от аналогичных подвижных машин управления и взаимодействующих аппаратных связи. Они предназначены для распределения и коммутации информационных и управляющих цепей на аппаратуру и оборудование подвижной автоматизированной машины управления. Конструктивно первый 7 и второй 17 линейные щиты выполнены по однотипной схеме в соответствии с отраслевым стандартом, но отличаются количеством установленных на панелях щитов присоединительных разъемов и распайке пар подключенных кабелей связи.
Первая 8 и вторая 22 проводные линии связи для организации обмена по технологии HDSL могут быть выполнены с использованием полевого телефонного распределительного многожильного кабеля с четверочной структурой типа П-269М-4×4+1×2, П-269М-2×4+1×2.
Телефонные аппараты 9, установленные на рабочих местах должностных лиц, предназначены для выхода через концентратор 10 телефонной связи в проводную абонентскую сеть шифрованной телефонной связи, ведения связи между ДЛ своей машины управления и абонентами (должностными лицами) других подвижных машин управления. В качестве таких телефонных аппаратов могут быть использованы телефонные аппараты системы АТС типа АТ-3031 АТС.
Концентратор 10 телефонной связи предназначен для развертывания проводной абонентской сети шифрованной телефонной связи заданной емкости по абонентским и соединительным линиям связи с использованием телефонных аппаратов системы автоматической телефонной связи, например, телефонных аппаратов типа АТ-3031АТС.
Концентратор 10 телефонной связи обеспечивает следующие виды соединений:
1) внутренние соединения по абонентским линиям связи (абоненты сети внутренней или местной связи);
2) исходящие и входящие соединения по соединительным линиям от других станций;
3) исходящие, входящие и транзитные соединения по каналам дальней связи.
Общий порядок установления соединения разделяется на два этапа:
на первом этапе происходит прием вызова от абонентского комплекта или комплекта соединительной линии, отыскание и подключение к ним устройства управления для приема информации;
на втором этапе по принятой информации определяется характер соединения (внутреннее или внешнее), проба на занятость вызываемого абонентского комплекта или комплекта соединительной линии, выбор и занятие обслуживающих приборов и составление разговорного тракта.
Сервер 11 комплекса средств автоматизации (КСА) включает в себя системный блок со встроенным в него специальным программным обеспечением, монитор и стандартную клавиатуру. Сервер 11 предназначен для организации сети обмена данными между должностными лицами автоматизированных РМ ДЛ, а также с автоматизированными РМ должностных лиц взаимодействующих объектов. На сервере 11 КСА установлен комплекс программ, предназначенный для обеспечения всех портативных компьютеров 1 рабочих мест должностных лиц и других серверов единым астрономическим и оперативным временем. Сервер 11 КСА обеспечивает функционирование РМ ДЛ, входящих в состав комплекса программно-технических средств пунктов управления, автоматизированный сбор и обработку данных, ведение, обновление и хранение базы данных, работу должностных лиц с базой данных, хранение управляющей информации, обмен сообщениями и файлами с РМ ДЛ, протоколирование действий должностных лиц, прием, обработку, отображение и передачу формализованной и неформализованной информации, представление (вывод) информации в требуемом виде на печать, экраны индивидуального и коллективного пользования.
В качестве навигационной аппаратуры 12 со встроенной антенной может быть использован возимый приемоиндикатор (ВПИ) типа «Грот-В». Принцип действия этого приемоиндикатора основан на комплексной обработке информации, поступающей от автономной навигационной системы геомагнитного типа и двенадцатиканального приемника спутниковой навигационной системы типаГЛОНАСС/GPS.
При управлении с клавиатуры ВПИ «Грот-В» имеет интерфейс обмена с внешними устройствами и может взаимодействовать с ними. ВПИ является полностью автоматическим прибором и может работать без вмешательства оператора сразу после установки и включения. В комплексе с портативными компьютерами он обеспечивает визуализацию электронной карты местности, отображение в реальном масштабе времени графической и цифровой информации маршрута и параметров движения.
Возимый приемоиндикатор выполнен в виде двух законченных блоков: антенного модуля и электронного блока, соединенных между собой высокочастотными кабелями.
Сервер 13 видеоконференцсвязи включает в себя видеокамеру мультимедийную с гарнитурой типа Plantronics Audio и видеомонитор.
Сервер 14 связи включает в себя персональную электронную вычислительную машину (ПЭВМ), состоящую из системного блока со встроенным в него специальным программным обеспечением, монитора и стандартной клавиатуры, и IP маршрутизатор. Сервер 14 связи предназначен для организации выхода должностных лиц подвижной автоматизированной машины управления на каналы и тракты связи, ведения прямой телефонной и видеотелефонной связи, а также организации конференцсвязи между рабочими местами должностных лиц.
Мультиплексор 15 комбинированный систем связи представляет собой интегрированную платформу, сочетающую в себе функции мультиплексирования сигналов всех ступеней PDH, Ethernet, сигналов оборудования спектрального мультиплексирования (CWDM), оборудования для организации линейных трактов по волоконно-оптическому кабелю связи и оборудования выделенных каналов. Он содержит в себе системные и интерфейсные блоки, включая блок контроля со встроенным ЖКИ дисплеем, осуществляющий контроль и управление маршрутизатором, блок мультиплексора, обеспечивающий преобразование нескольких компонентных сигналов Е1 в агрегатный сигнал Е3, блок линейный оптический, обеспечивающий преобразование сигнала Е3 в линейный оптический сигнал, и электронный коммутатор компонентных сигналов Е1, который осуществляет мультиплексирование потоков Е1 в Е3 (выполняется программно) и коммутацию канальных интервалов в Е1 (выполняется программно).
Мультиплексор 15 осуществляет функции ввода/вывода и поддерживает интерфейсы: спектральное уплотнение оптических каналов (CWDM), Е1 и Е3 с оптическими и электрическими выходами, Ethernet 10/100 Base-T, передачу данных (V35, V36), ОЦК и RS-232, поддерживает интерфейсы E1, Е2, Е3 и Е4 с оптическими и электрическими выходами, Ethernet 10/100 Base-T, xDSL, SDSL, ОЦК и ТЧ.
Первый 16 и второй 24 оптические конвертеры являются элементом комплекса программно-технических средств и совместно с коммутаторами объектовой ЛВС предназначены для построения сегментов объектовой локальной вычислительной сети подвижной автоматизированной машины управления. Оптический конвертер является пассивным устройством, не требующим внешнего электропитания, дополнительной настройки или конфигурации и контроля функционирования.
Первая 18 и вторая 25 волоконно-оптические линии связи могут быть выполнены с помощью полевого оптического кабеля ПОК-Б-4 или оптического кабеля типа П-294.
Коммутатор 19 проводной связи представляет собой аппаратуру распределенной коммутации, которая предназначена для развертывания саморегулирующей цифровой полевой сети проводной связи с распределенной структурой. В качестве коммутатора 19 может быть использован полевой коммутатор типа П-380КМ, обеспечивающий подключение абонентских линий связи с телефонными аппаратами системы ЦБ/АТС на конце, цифровых линий связи по технологии G.SHDSL, проводных линий связи и линий Ethernet 10/100Base-T.
Первый 20 и второй 21 телефонные аппараты проводной связи предназначены для ведения связи через коммутатор 19 с удаленными абонентами. В качестве таких аппаратов могут быть использованы телефонные аппараты системы ЦБ/АТС типа ТА-02 или ТА «Престиж-АТС».
Радиостанция 26 является абонентской многоканальной радиостанцией, работающей в сверхвысокочастотном диапазоне волн. Она предназначена для организации высокоскоростных открытых и криптографически защищенных радиосетей, обеспечения выхода должностных лиц подвижной автоматизированной машины управления в сети связи общего пользования, ведения оперативной телефонной радиосвязи и обмена данными с взаимодействующими абонентами и полевыми объектами связи. Она обеспечивает работу с внешней базовой станцией 28 сети служебной радиосвязи и однотипными радиостанциями на стоянке и в движении с канальной скоростью передачи информации до 11 Мбит/с, в том числе обеспечивает ретрансляцию сообщений. В радиостанции используется принцип временного разделения приема и передачи, а также временное уплотнение информации.
В качестве антенны 27 для радиостанции 26 СВЧ диапазона используются направленные антенны с коэффициентом усиления 20 дБ или ненаправленные антенны с коэффициентом усиления от 1,5 до 8 дБ.
Внешняя базовая станция 28 сети служебной радиосвязи предназначена для образования сети беспроводного широкополосного радиодоступа на узле распределения услуг связи, узле доступа на базе стандарта 802.16-2004, через которую осуществляется выход в сети связи общего пользования, а также для обеспечения автономной работы в режиме ретрансляции по высокочастотному тракту. Ее основу составляет радиоблок, работающий в сверхвысокочастотном диапазоне.
Внешняя базовая станция 28 обеспечивает автоматическую организацию радиосети, автоматическую ретрансляцию и маршрутизацию информации, передачу и прием цифровой информации по стыку RS-232C с максимальной скоростью 115 кбит/с, передачу и прием цифровой информации по стыку Ethernet с максимальной скоростью передачи 10 Мбит/с по IEEE 802.3, передачу и прием речевой информации по стыку С1-ТЧ.
В качестве такой станции могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью станция радиодоступа типа WIMIC-2000s или радиостанция Р-169-4Б из состава комплекса технических средств подвижной радиосвязи Р-169 [4].
Аппаратура и оборудование подвижной автоматизированной машины управления размещены в кузове-фургоне, установленном на шасси автомобиля повышенной проходимости. Машина управления предназначена для размещения должностных лиц и обеспечения их работы в полевых условиях, повышения производительности и эффективности их работы путем автоматизации функций сбора, обработки, передачи информации, проведения необходимых расчетов и моделирования процессов управления.
Функциональная аппаратура и оборудование подвижной автоматизированной машины управления обеспечивают:
размещение и работу должностных лиц на рабочих местах (РМ ДЛ);
функционирование портативных компьютеров РМ должностных лиц в объектовой локальной вычислительной сети (ЛВС) комплекса средств автоматизации (КСА) системы управления;
автоматизацию процессов управления, включающих:
1) автоматизированный прием, обработку, отображение и передачу информации;
2) автоматизированное создание документов с возможностью корректировки их содержания;
3) представление (вывод) информации в требуемом виде на печать, экраны индивидуального и коллективного пользования;
4) подготовку на портативных компьютерах рабочих мест ДЛ необходимой информации;
5) применение электронных карт, ввод, обновление электронных карт, цифровых фотопланов и других видов цифровой информации о местности и навигационных данных;
6) доступ должностных лиц к информационным и вычислительным ресурсам машины управления и комплекса средств автоматизации системы управления в целом;
защиту информации, циркулирующей в машине управления, от несанкционированного доступа (НСД);
защиту средств автоматизации и связи от НСД;
формирование данных для их последующей архивации;
получение команд, сигналов, распоряжений и вывод их на устройства отображения, передачу команд и сигналов, прием и выдачу подтверждений на их получение, контроль за их выполнением;
функционирование рабочих мест ДЛ в объектовой локальной вычислительной сети подвижной автоматизированной машины управления при отсутствии связи с другими аналогичными машинами управления;
промежуточное хранение почтовых сообщений на сервере;
предоставление должностным лицам необходимой справочной информации;
регистрацию, хранение и организацию доступа к документам различных типов со стороны пользователей;
формирование и хранение на сервере комплекса средств автоматизации (КСА) информационных объектов (процессов и заданий), участвующих в процессе обмена;
возможность локального хранения информационных объектов на РМ должностных лиц (процессов и заданий) на случай их автономной работы;
информационный обмен между машинами управления с использованием абонентской сети обмена данными (СОД);
работу должностных лиц и функционирование программно-технических средств автоматизации и связи в единой шкале времени, отображение времени на индикаторных устройствах системы единого времени.
Подвижная автоматизированная машина управления обеспечивает следующие режимы и виды работ, в том числе:
предоставление должностным лицам услуг телефонной связи, передачи данных, электронной почты и видеотелефонной связи с помощью портативных компьютеров 1 рабочих мест должностных лиц, первого 2 и второго 23 коммутаторов объектовой ЛВС, телефонных аппаратов 9. При этом телефонная связь с аппаратов 9 осуществляется в автоматическом режиме по известным принципам, изложенным в литературе [3]. При этом вызов телефонной станции осуществляется путем снятия трубки с аппарата, набора номера, ведения двухстороннего разговора и отбой станции. Передача данных и электронная почта осуществляется в формализованном виде путем обмена файлами;
организацию n рабочих мест должностных лиц с помощью портативных компьютеров 1, первого 2 и второго 23 коммутаторов объектовой ЛВС и подключение их к внешней сети обмена данными общего пользования;
установку на рабочих местах до n телефонных аппаратов автоматической телефонной связи и выход с их помощью в сеть АТС общего пользования через концентратор 10 телефонной связи и коммутатор 19 проводной связи;
организацию видеотелефонной связи с рабочих мест ДЛ с любым абонентом внешней сети передачи данных, автоматизированное рабочее место (АРМ) которого оснащено видеокамерой и оборудованием приема и передачи звука с помощью портативных компьютеров 1 и сервера 13 видеоконференцсвязи;
организацию видеоконференцсвязи с портативных компьютеров 1 рабочих мест должностных лиц с участием нескольких абонентов видеотелефонной связи.
Технический эффект от использования предлагаемой подвижной автоматизированной машины управления заключается в повышении оперативности решения задач управления, расширении объема предоставляемых должностным лицам услуг связи и улучшении удобства их работы в полевых условиях, достигаемый за счет оборудования каждого из рабочих мест должностных лиц средствами автоматизации и связи, обеспечения возможности ведения с рабочих мест должностных лиц телефонной и видеотелефонной связи, организации телефонной конференцсвязи и видеоконференцсвязи, выхода в сети служебной радиосвязи при работе ДЛ в полевых условиях. При этом комплекс технических средств подвижной автоматизированной машины управления обеспечивает обработку и доведение информации с улучшенными временными параметрами. При этом время доведения команды (сигнала) с получением подтверждения составляет от 10 до 30 с для сообщений первой категории срочности, от 30 до 40 с для сообщений второй категории срочности и от 40 до 50 с для доведения служебной информации, что способствует повышению оперативности решения задач управления различными процессами.
Изготовлен опытный образец предлагаемой подвижной автоматизированной машины управления, которой успешно прошел испытания и на основании полученных результатов испытаний был сделан вывод о возможности ее промышленной реализации.
Источники информации.
1. Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия. - СПб: Издательство «Питер», 2000.
2. Кульгин М. Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия. - СПб: Питер, 2000.
3. Иванова Т.Н. Абонентские терминалы и компьютерная телефония. - М.: Эко-Трендз, 1999.
4. Комплекс технических средств подвижной радиосвязи Р-169. Проспекты с выставки 2003. ОАО «Рязанский радиозавод» (Россия, г. Рязань, ул. Лермонтова, 11).
5. RU, патент №2607710 A, МПК H04N 11/06, БИ №1 от 10.01.2017 (прототип).