КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА, КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ И БЕЗОПАСНОСТИ АВТОНОМНЫХ ОБЪЕКТОВ
INTEGRATED SYSTEM FOR MONITORING, CONTROL AND MANAGEMENT OF TECHNICAL SYSTEMS OF LIFE SUPPORT AND SAFETY OF AUTONOMOUS OBJECTS

Изобретение относится к области автоматических систем мониторинга, контроля и управления на базе вычислительной техники, в частности к комплексным системам мониторинга, контроля и управления техническими системами жизнеобеспечения и безопасности автономных объектов и может быть использовано для жизнеобеспечения и защиты автономных объектов, в том числе и Министерства обороны Российской Федерации.
Из предшествующего уровня развития техники известна система мониторинга и управления инженерным оборудованием, содержащая центральный вычислительный модуль с устройством ввода-вывода, с которым по каналам информационной сети связаны датчики контроля, и/или измерения, и/или управления и устройства управления узлами и агрегатами инженерного оборудования здания, при этом указанный модуль представляет собой программируемую компьютерную серверную станцию с функциями в соответствии с программным обеспечением централизованного получения по информационным каналам в рамках единого сетевого протокола данных мониторинга, обработки их и выдачи управляющих сигналов на устройства управления узлами и агрегатами инженерного оборудования здания (см. US, патент №5684374, G05B 13/00, опубл. 04.11.97).
Данная система имеет малую пропускную способность вследствие того, что все датчики контроля и управления и устройства управления непосредственно подключены к одному контроллеру ввода-вывода компьютерной серверной станции, который является центральным. Такая система оправдана для небольших по площади помещений или зданий, в которых указанные датчики или устройства расположены в непосредственной близости от контроллера, что существенно ограничивает функциональные возможности и область применения системы мониторинга и управления инженерным оборудованием.
Известна структурированная система мониторинга и управления инженерным оборудованием объекта, преимущественно многоэтажного здания, содержащая центральный вычислительный модуль с устройством ввода-вывода, с которым по каналам информационной сети связаны датчики контроля, и/или измерения, и/или управления и устройства управления узлами и агрегатами инженерного оборудования здания, при этом указанный модуль представляет собой программируемую компьютерную серверную станцию с функциями в соответствии с программным обеспечением централизованного получения по информационным каналам в рамках единого сетевого протокола данных мониторинга, обработки их и выдачи управляющих сигналов на устройства управления узлами и агрегатами активного инженерного оборудования здания (см. DE, заявка 4125839, G05B 15/00, опубл. 04.02.93).
Данная система имеет те же недостатки, что были описаны ранее.
Известна структурированная система мониторинга и управления инженерным оборудованием объекта, преимущественно многоэтажного здания, содержащая центральный вычислительный модуль с устройством ввода-вывода, датчики контроля, и/или измерения, и/или управления, и/или устройства управления узлами и агрегатами инженерного оборудования здания, подключенного через коммуникационные узлы к системе централизованного питания и блокам автономного управления этим оборудованием, при этом указанный вычислительный модуль представляет собой программируемую компьютерную серверную станцию с функциями в соответствии с программным обеспечением централизованного получения по информационным каналам в рамках единого сетевого протокола данных мониторинга, обработки их и выдачи управляющих сигналов на устройства управления узлами и агрегатами инженерного оборудования здания, она снабжена контроллерами, расположенными в местах размещения коммуникационных узлов, подключенных к центральному кроссу системы централизованного питания и блокам автономного управления инженерным оборудованием по схеме иерархической звезды или по схеме шин, причем контроллеры подключены по схеме иерархической звезды или по схеме шин к устройству ввода-вывода центрального вычислительного модуля, при этом к каждому контроллеру последовательно или по схеме указанной звезды подключены модули удаленного ввода-вывода, к каждому из которых подсоединен соответствующий датчик контроля, и/или измерения, и/или управления, и/или устройство управления конкретным узлом или агрегатом инженерного оборудования здания и, по крайней мере, одной дополнительной компьютерной станцией, при этом последняя своим модулем ввода-вывода связана по локальной компьютерной сети с центральным вычислительным модулем и выделенным каналом с соответствующим контроллером для обеспечения в соответствии с программным обеспечением локального мониторинга и управления узлами и агрегатами, по крайней мере, одной функционально самостоятельной части инженерного оборудования здания, а дополнительные компьютерные станции связаны между собой по информационному каналу по схеме иерархической звезды через концентраторы локальных вычислительных сетей, расположенных в выделенных каналах (Патент РФ на изобретение №2133490, МПК 6 G05B 15/00, опубл. 20.07.1999 г. ).
Данная система позволяет осуществлять контроль и управление только инженерным оборудованием объекта, преимущественно многоэтажного здания, что существенно ограничивает ее функциональные возможности и область применения, так как на безопасность объекта оказывают влияние и другие факторы, например, функциональное состояние, место нахождения и действия обслуживающего персонала, возможности проноса запрещенных материалов, а также возможности по своевременному обнаружению, пресечению и задержанию нарушителей, пытающихся несанкционированно проникнуть на территорию локальной зоны сооружений и непосредственно в сооружения, а также на другие жизненно важные объекты, расположенные на охраняемой территории, по своевременному выявлению фактов несанкционированного доступа и проноса запрещенных веществ и предметов, в том числе оружия.
Известна интегрированная автоматизированная система контроля и управления системами жизнеобеспечения и защиты специальных объектов, преимущественно Министерства обороны Российской Федерации, содержащая модуль управления и контроля, служащий для сбора, обработки и передачи информации от датчиков и исполнительных устройств систем жизнеобеспечения и автоматического управления исполнительными устройствами систем жизнеобеспечения, который включает компьютер управляющий с модемом входа в локальную вычислительную сеть (ЛВС) (Ethernet), четыре блока управления и подсоединен к блоку, содержащему источники бесперебойного питания, и к модулю, служащему для хранения базы данных и программирования режима работы всех блоков системы и содержащему блок источников бесперебойного питания и два сервера базы данных, один из которых резервный, в свою очередь, модуль управления-контроля и модуль хранения базы данных каналами связи подключены к пульту управления оборудованием систем жизнеобеспечения, который содержит два панельных компьютера, блок кнопочных переключателей и блок управления, при этом система обеспечена блоком для обучения персонала, содержащим учебно-модельный тренажер, кроме того, все модули каналами связи соединены с модулем, содержащим комплекс аппаратно-программных средств, а также с модулем, управляющим устройством отображения текстовой и информации о состоянии систем жизнеобеспечения, содержащим блок источников бесперебойного питания и компьютер управляющий, при этом модуль связан с устройством отображения текстовой и информации о состоянии систем жизнеобеспечения путем видеонаблюдения и содержит видеостенд, состоящий из шести панелей с интерфейсами, а также усилитель-распределитель, наконец, к общей схеме системы подключены через каналы связи вспомогательные подсистемы, содержащие модем управления замкнутым телевидением и блоки контроля за функциональным состоянием обслуживающего персонала, за действиями обслуживающего персонала, за местом нахождения обслуживающего персонала и блок обнаружения проноса запрещенных материалов, а также блоки сбора, обработки и отображения информации, поступающей от блоков обнаружения и защиты от проникновения, контроля и управления доступом, и от блока телевизионного наблюдения за объектами физической защиты, обеспечивающего своевременное обнаружение нарушителей, пытающихся несанкционированно проникнуть на территорию локальной зоны сооружений и непосредственно в сооружения, а также на другие жизненно важные объекты, расположенные на охраняемой территории, своевременное выявление фактов несанкционированного доступа и проноса запрещенных веществ и предметов, в том числе оружия (Патент РФ на изобретение №2566341, МПК 6 G05B 13/02, опубл. 10.08.2015 г. ).
Данное изобретение имеет следующие недостатки: 1). Ограниченные функциональные возможности и область применения, обусловленные отсутствием возможностей по мониторингу и управлению в полном объеме всех систем жизнеобеспечения, например, системой теплоснабжения, и безопасности, например, системами экологической безопасности и физической защиты, по автономной работе систем в аварийных режимах, по мониторингу, диагностированию и прогнозированию технического состояния систем.
2). Низкая эффективность управления техническими системами, обусловленные отсутствием возможностей по централизованному, связанному управлению системами жизнеобеспечения и защиты (вспомогательные), по иерархическому построению системы управления (на низшем уровне отсутствует децентрализация управления), по структурированию систем по степени важности для обеспечения мониторинга, контроля и противоаварийного управления системами, что в конечном итоге снижает эффективность их работы.
Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому техническому решению является комплексная система мониторинга, контроля и управления техническими системами жизнеобеспечения и безопасности автономных объектов, преимущественно Министерства обороны Российской Федерации, содержащая модуль управления и контроля, служащий для сбора, обработки и передачи информации от датчиков и исполнительных устройств технических систем жизнеобеспечения и безопасности и автоматического управления исполнительными устройствами технических систем жизнеобеспечения и безопасности, который включает, по крайней мере, один блок управления, содержащий контроллер со встроенным источником бесперебойного питания и подключенный к одной из технических систем жизнеобеспечения и безопасности, и подсоединен к модулю, служащему для хранения баз данных и программирования режима работы всех блоков системы и содержащему источники бесперебойного питания и два сервера баз данных, один из которых - резервный, модуль управления системами, который подсоединен каналами связи к модулю управления и контроля и к модулю хранения баз данных, модуль контроля параметров бесперебойных подсистем жизнеобеспечения, служащий для сбора, обработки и передачи информации от датчиков и исполнительных устройств бесперебойных подсистем жизнеобеспечения, содержащий комплекс оптикоэлектронных средств обнаружения и распознавания событий и имеющий возможность отображать информацию о техническом состоянии объектов во всем диапазоне спектра их электромагнитного излучения, в том, числе с использованием комбинированных оптикоэлектронных средств с совмещенным растром, который связан каналами связи с оборудованием технических систем жизнеобеспечения и безопасности и автономных бесперебойных подсистем жизнеобеспечения и безопасности, модуль мониторинга, контроля и управления системами на аварийных режимах, имеющий возможность активного мониторинга всех систем, контроля их технического состояния и управления на аварийных режимах их работы, модуль данных мониторинга, контроля и управления, содержащий сервер, являющийся резервным сервером модуля хранения баз данных и имеющий возможность хранения баз данных и их использование для диагностирования и прогнозирования технического состояния систем, автономный источник электропитания, при этом модуль мониторинга, контроля и управления системами на аварийных режимах связан каналами связи с модулем контроля параметров бесперебойных подсистем жизнеобеспечения и с модулем управления системами, модуль данных мониторинга, контроля и управления подсоединен каналами связи к серверам баз данных и к модулю управления системами на аварийных режимах, а источник электрической энергии подключен ко всем источникам бесперебойного питания.
(Патент РФ на изобретение №2719714, МПК: 6 G05B 13/00, опубл. 22.04.2020 г. ).
При несомненных достоинствах данное изобретение, взятое за прототип, имеет следующие недостатки:
1). Ограниченные функциональные возможности и область применения, обусловленные отсутствием возможностей по активному мониторингу и противоаварийному управлению внешними системами жизнеобеспечения, например, водозабором систем водоснабжения, подстанциями систем электроснабжения, очистными сооружениями систем водоотведения, сетями электроснабжения, теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения, а также внешними системами безопасности, например, противопожарными, охраны периметра территории, контроля внешнего доступа, экологического, радиационного, химического и биологического контроля.
2). Низкая эффективность управления техническими системами жизнеобеспечения и безопасности в аварийных режимах функционирования, связанная с отсутствием возможностей по оперативному, достоверному и удаленному контролю за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности, особенно в условиях угроз и возникновения чрезвычайных, аварийных ситуаций природного, техногенного и преднамеренного характера, деструктивных по отношению к объекту и его технических систем действий посторонних лиц и технических средств, в том числе военного, диверсионного, террористического и иного противоправного характера.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в расширении функциональных возможностей, области применения и повышении эффективности работы системы за счет достижения следующих полезных технических результатов:
- обеспечиваются возможности по активному мониторингу и противоаварийному управлению внешними системами жизнеобеспечения, например, водозабором систем водоснабжения, подстанциями систем электроснабжения, очистными сооружениями систем водоотведения, сетями электроснабжения, теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения, а также внешними системами безопасности, например, противопожарными, охраны периметра территории, контроля внешнего доступа, экологического, радиационного, химического и биологического контроля.
- обеспечиваются возможности по оперативному, достоверному и удаленному контролю за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности, особенно в условиях угроз и возникновения чрезвычайных, аварийных ситуаций природного, техногенного и преднамеренного характера, деструктивных по отношению к объекту и его технических систем действий посторонних лиц и технических средств, в том числе военного, диверсионного, террористического и иного противоправного характера.
Сущность изобретения, обеспечивающая достижение указанных технических результатов, заключается в следующем.
Комплексная система мониторинга, контроля и управления техническими системами жизнеобеспечения и безопасности автономных объектов, содержащая модуль управления и контроля, служащий для сбора, обработки и передачи информации от датчиков и исполнительных устройств технических систем жизнеобеспечения и безопасности и автоматического управления исполнительными устройствами технических систем жизнеобеспечения и безопасности, который включает, по крайней мере, один блок управления, содержащий контроллер со встроенным источником бесперебойного питания и подключенный к одной из технических систем жизнеобеспечения и безопасности, и подсоединен к модулю, служащему для хранения баз данных и программирования режима работы всех блоков системы и содержащему источники бесперебойного питания и два сервера баз данных, один из которых - резервный, модуль управления системами, который подсоединен каналами связи к модулю управления и контроля и к модулю хранения баз данных, модуль контроля параметров бесперебойных подсистем жизнеобеспечения, служащий для сбора, обработки и передачи информации от датчиков и исполнительных устройств бесперебойных подсистем жизнеобеспечения, содержащий комплекс оптикоэлектронных средств обнаружения и распознавания событий и имеющий возможность отображать информацию о техническом состоянии объектов во всем диапазоне спектра их электромагнитного излучения, в том, числе с использованием комбинированных оптикоэлектронных средств с совмещенным растром, который связан каналами связи с оборудованием технических систем жизнеобеспечения и безопасности и автономных бесперебойных подсистем жизнеобеспечения и безопасности, модуль мониторинга, контроля и управления системами на аварийных режимах, имеющий возможность активного мониторинга всех систем, контроля их технического состояния и управления на аварийных режимах их работы, модуль данных мониторинга, контроля и управления, содержащий сервер, являющийся резервным сервером модуля хранения баз данных и имеющий возможность хранения баз данных и их использование для диагностирования и прогнозирования технического состояния систем, автономный источник электропитания, при этом модуль мониторинга, контроля и управления системами на аварийных режимах связан каналами связи с модулем контроля параметров бесперебойных подсистем жизнеобеспечения и с модулем управления системами, модуль данных мониторинга, контроля и управления подсоединен каналами связи к серверам баз данных и к модулю управления системами на аварийных режимах, дополнительно снабжена, по крайней мере, одним мобильным модулем комплексного наблюдения за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности, который служит для дистанционного, автоматизированного сбора, обработки и передачи информации о состоянии внешних систем жизнеобеспечения и безопасности и содержит комплекс средств обнаружения и распознавания событий с собственной системой управления и передачи данных, смонтированных на мобильном передвижном средстве, и модулем удаленного контроля внешних систем жизнеобеспечения и безопасности, который имеет возможность управления движением мобильного модуля комплексного наблюдения и комплексом средств обнаружения и распознавания событий, приема, обработки, отображения и передачи информации о состоянии внешних систем жизнеобеспечения и безопасности и включает средства управления, приема, обработки, отображения и передачи информации со встроенными источниками бесперебойного питания, при этом мобильный модуль комплексного наблюдения за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности связан каналами обнаружения и распознавания событий с внешними системами жизнеобеспечения и безопасности и каналами связи с модулем удаленного контроля внешних систем жизнеобеспечения и безопасности, который подсоединен к модулю мониторинга, контроля и управления системами на аварийных режимах, а источник электропитания подключен ко всем источникам бесперебойного питания.
Обозначенная сущность изобретения связана с достижением заявленных технических результатов следующим образом (соответственно).
1. Введение в комплексную систему мониторинга, контроля и управления техническими системами жизнеобеспечения и безопасности автономных объектов, по крайней мере, одного мобильного модуля комплексного наблюдения за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности, который служит для дистанционного, автоматизированного сбора, обработки и передачи информации о состоянии внешних систем жизнеобеспечения и безопасности и содержит комплекс средств обнаружения и распознавания событий с собственной системой управления и передачи данных, смонтированных на мобильном передвижном средстве, и модуля удаленного контроля внешних систем жизнеобеспечения и безопасности, который имеет возможность управления движением мобильного модуля комплексного наблюдения и комплексом средств обнаружения и распознавания событий, приема, обработки, отображения и передачи информации о состоянии внешних систем жизнеобеспечения и безопасности и включает средства управления, приема, обработки, отображения и передачи информации со встроенными источниками бесперебойного питания, при этом мобильный модуль комплексного наблюдения за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности связан каналами обнаружения и распознавания событий с внешними системами жизнеобеспечения и безопасности и каналами связи с модулем удаленного контроля внешних систем жизнеобеспечения и безопасности, который подсоединен к модулю мониторинга, контроля и управления системами на аварийных режимах, а источник электропитания подключен ко всем источникам бесперебойного питания, позволяет обеспечить возможности по активному мониторингу и противоаварийному управлению внешними системами жизнеобеспечения, например, водозабором систем водоснабжения, подстанциями систем электроснабжения, очистными сооружениями систем водоотведения, сетями электроснабжения, теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения, а также внешними системами безопасности, например, противопожарными, охраны периметра территории, контроля внешнего доступа, экологического, радиационного, химического и биологического контроля, и по оперативному, достоверному и удаленному контролю за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности, особенно в условиях угроз и возникновения чрезвычайных, аварийных ситуаций природного, техногенного и преднамеренного характера, деструктивных по отношению к объекту и его технических систем действий посторонних лиц и технических средств, в том числе военного, диверсионного, террористического и иного противоправного характера.
2. Расширение функциональных возможностей, области применения и повышение эффективности работы системы обеспечиваются возможностями по активному мониторингу и противоаварийному управлению внешними системами жизнеобеспечения, например, водозабором систем водоснабжения, подстанциями систем электроснабжения, очистными сооружениями систем водоотведения, сетями электроснабжения, теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения, а также внешними системами безопасности, например, противопожарными, охраны периметра территории, контроля внешнего доступа, экологического, радиационного, химического и биологического контроля и по оперативному, достоверному и удаленному контролю за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности, особенно в условиях угроз и возникновения чрезвычайных, аварийных ситуаций природного, техногенного и преднамеренного характера, деструктивных по отношению к объекту и его технических систем действий посторонних лиц и технических средств, в том числе военного, диверсионного, террористического и иного противоправного характера (см. п. 1)
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена структурная схема комплексной системы контроля и управления техническими системами жизнеобеспечения и безопасности автономных объектов системы.
Система содержит модуль управления и контроля 1, который включает блоки управления 1а, 1б … 1n и подсоединен к модулю хранения базы данных 2, который включает источники бесперебойного питания 2а и два сервера баз данных 2б, один из которых - резервный, модуль управления системами 3, который подсоединен каналами связи к модулю управления и контроля 1 и к модулю хранения баз данных 2, модуль контроля параметров бесперебойных подсистем жизнеобеспечения 4, который связан каналами связи с оборудованием технических систем жизнеобеспечения и безопасности и автономных бесперебойных подсистем жизнеобеспечения и безопасности, модуль мониторинга, контроля и управления системами на аварийных режимах 5, модуль данных мониторинга, контроля и управления 6, содержащий сервер, являющийся резервным сервером модуля хранения баз данных и имеющий возможность хранения баз данных и их использование для диагностирования и прогнозирования технического состояния систем, автономный источник электропитания 7, при этом модуль мониторинга, контроля и управления системами на аварийных режимах 5 связан каналами связи с модулем контроля параметров бесперебойных подсистем жизнеобеспечения 4 и с модулем управления системами 3, модуль данных мониторинга, контроля и управления 6 подсоединен каналами связи к серверам баз данных 2 и к модулю управления системами на аварийных режимах 5.
Отличительной особенностью системы является то, что она дополнительно снабжена, по крайней мере, одним мобильным модулем комплексного наблюдения за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности 8 и модулем удаленного контроля внешних систем жизнеобеспечения и безопасности 9, при этом мобильный модуль комплексного наблюдения за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности 8 связан каналами обнаружения и распознавания событий с внешними системами жизнеобеспечения и безопасности и с модулем удаленного контроля внешних систем жизнеобеспечения и безопасности 9, который подсоединен к модулю мониторинга, контроля и управления системами на аварийных режимах 5, а источник электропитания 7 подключен ко всем источникам бесперебойного питания.
Модуль контроля параметров бесперебойных подсистем жизнеобеспечения 4 содержит комплекс оптико-электронных средств обнаружения и распознавания событий, например, видеокамеры, тепловизионные камеры, приборы ночного видения, инфракрасные камеры, радиорелейные средства и имеет возможность отображать информацию о техническом состоянии объектов во всем диапазоне спектра их электромагнитного излучения, в том, числе с использованием комбинированных оптикоэлектронных средств с совмещенным растром.
Модуль мониторинга, контроля и управления на аварийных режимах 5 может быть выполнен в виде управляющего компьютера, подключенного к табло отображения и источникам бесперебойного питания и выполнять функции резервного пункта аварийного управления бесперебойными подсистемами жизнеобеспечения и безопасности, а также запасного пункта управления центра обучения обслуживающего персонала.
Модуль данных мониторинга, контроля и управления 6 предназначен для хранения данных технических систем жизнеобеспечения и безопасности с целью контроля, диагностирования и прогнозирования их технического состояния и может быть выполнен в виде сервера, дополнительно резервирующего сервер 26 модуля хранения баз данных 2.
Мобильный модуль комплексного наблюдения за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности 8 предназначен для дистанционного, автоматизированного сбора, обработки и передачи информации о состоянии внешних систем жизнеобеспечения и безопасности и содержит комплекс средств обнаружения и распознавания событий с собственной системой управления и передачи данных, смонтированных на мобильном средстве передвижения (беспилотном летательном аппарате, наземном робототехническом комплексе и др.) При этом движение мобильного модуля комплексного наблюдения может осуществляться как автономно по заданной программе, так и дистанционно с использованием оператором дистанционного пульта управления.
Комплекс средств обнаружения и распознавания событий может включать в свой состав комбинированные оптико-электронные средства, видеокамеры, тепловизионные приборы, приборы ночного видения, анализаторы спектра электромагнитного и радиационного состава и термодинамических параметров окружающей среды.
Мобильный модуль комплексного наблюдения за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности, в котором в качестве средства передвижения используется беспилотный летательный аппарат, может быть реализован известными средствами [4, 5]. Если в качестве средства передвижения мобильного модуля комплексного наблюдения используется наземный робототехнический комплекс, то он может быть реализован, также, известными средствами [6, 7].
Модуль удаленного контроля внешних систем жизнеобеспечения и безопасности 9 предназначен для управления движением мобильного модуля комплексного наблюдения 8 и комплексом средств обнаружения и распознавания событий, приема, обработки, отображения и передачи информации о состоянии внешних систем жизнеобеспечения и безопасности и содержит средства управления, приема, обработки, отображения и передачи информации со встроенными источниками бесперебойного питания. Также он передает данные в модуль 5 мониторинга, контроля и управления системами на аварийных режимах для принятия в нем решений по противоаварийному управлению техническими системами объекта по сигналам о состоянии внешних систем.
Автономный источник электропитания 7 предназначен для обеспечения электрической энергией источников бесперебойного питания.
В частном исполнении комплексной системы контроля и управления техническими системами жизнеобеспечения и безопасности автономных объектов технические системы жизнеобеспечения включают в свой состав системы вентиляции, теплоснабжения, водоснабжения и водоотведения, кондиционирования, холодоснабжения, электроснабжения, внешние системы жизнеобеспечения включают в свой состав водозабор систем водоснабжения, подстанции систем электроснабжения, очистные сооружения систем водоотведения, системы безопасности включают в свой состав системы пожарной сигнализации и защиты; экологические системы безопасности; системы физической защиты и безопасности, контроля параметров воздушной среды, защиты сооружений; системы контроля за функциональным состоянием обслуживающего персонала, за действиями обслуживающего персонала, за местом нахождения обслуживающего персонала, обнаружения проноса запрещенных материалов, а также системы сбора, обработки и отображения информации, поступающей от блоков обнаружения и защиты от проникновения, контроля и управлением доступом и от блока телевизионного наблюдения за объектами физической защиты, обеспечивающего своевременное обнаружение нарушителей, пытающихся несанкционированно проникнуть на территорию локальной зоны сооружений и непосредственно в сооружения, а также на другие жизненно важные объекты, расположенные на охраняемой территории, своевременное выявление фактов несанкционированного доступа и проноса запрещенных веществ и предметов, в том числе и оружия, а внешние системы безопасности - противопожарные, охраны периметра территории, контроля внешнего доступа, экологического, радиационного, химического и биологического контроля.
В частном исполнении комплекс средств обнаружения и распознавания событий может включать комбинированные оптико-электронные средства, видеокамеры, тепловизионные приборы, приборы ночного видения, анализаторы спектра электромагнитного и радиационного состава и термодинамических параметров окружающей среды, а модули наблюдения могут быть выполнены на базе наземных робототехнических комплексов, беспилотных летательных аппаратов, транспортабельных стационарных модулей и т.п.
Система функционирует следующим образом. Соединенные каналами связи модули системы обеспечивают:
дистанционный, автоматический и автоматизированный мониторинг, контроль и управление оборудованием систем жизнеобеспечения и безопасности во всех режимах функционирования, причем автоматизированное дистанционное управление оборудованием систем жизнеобеспечения осуществляется с управляющего компьютера модуля управления системами 3;
- дистанционное автоматическое и автоматизированное управление и контроль оборудования систем жизнеобеспечения и безопасности в аварийных режимах функционирования при нарушениях в работе внешних систем жизнеобеспечения и безопасности, причем автоматизированное дистанционное управление оборудованием систем жизнеобеспечения осуществляется с управляющего компьютера модуля мониторинга, контроля и управления системами на аварийных режимах 5;
- периодический, удаленный контроль за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности осуществляется с модуля удаленного контроля за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности 9 с использованием мобильного модуля наблюдения 8;
- дистанционное управление движением мобильного модуля наблюдения за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности 8 осуществляется с модуля удаленного контроля за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности 9.
- оптимизация управления, диагностирования и прогнозирования технического состояния по полученным и архивированным данным;
- местное управление оборудованием систем жизнеобеспечения и безопасности, управление при проведении их пусконаладочных работ, технического обслуживания и проверках функционирования модулем управления и контроля 1;
- автоматическое и оперативное выявление неисправностей в оборудовании систем жизнеобеспечения, а также в самой системе с точностью до типового элемента замены, во всех режимах функционирования системы,
- выбор рабочих и резервных агрегатов систем жизнеобеспечения и безопасности;
- циркулярное, групповое и индивидуальное управление агрегатами систем жизнеобеспечения и безопасности;
- отображение на табло отображения модуля управления системами 3 работающего и находящегося на техническом обслуживании оборудования систем жизнеобеспечения и безопасности;
- отображение информации наблюдения за техническим состоянием объектов во всем диапазоне спектра их электромагнитного излучения, в том, числе с использованием комбинированных оптикоэлектронных средств обнаружения и распознавания событий с совмещенным растром;
- отображение информации наблюдения за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности во всем диапазоне их электромагнитного излучения;
- отображение поданных команд управления и их выполнение;
- отображение сигналов систем защиты и жизнеобеспечения;
- обобщенное и индивидуальное, по запросу оператора, отображение положения агрегатов;
- информационно-справочные функции поддержки принятия решения по восстановлению работоспособности аппаратуры и оборудования, обеспечению оптимального проведения технического обслуживания систем защиты и жизнеобеспечения, управлению персоналом при действиях в нештатной ситуации;
- визуальную и звуковую сигнализацию наиболее важной информации;
- обучение персонала в режиме моделирования аварийных ситуаций с использованием модуля мониторинга, контроля и управления системами в аварийных режимах 5 в качестве тренажера;
- документирование информации;
- защиту информации от несанкционированных действий.
Кроме того, система обеспечивает:
- сбор, обработку и отображение информации, поступающей от системы обнаружения и защиты от проникновения, системы контроля и управления доступом, системы телевизионного наблюдения объектов физической защиты;
- своевременное обнаружение, пресечение и задержание нарушителей, пытающихся несанкционированно проникнуть на территорию локальной зоны сооружений и непосредственно в сооружения, а также на другие жизненно важные объекты, расположенные на охраняемой территории;
- своевременное выявление фактов несанкционированного доступа и проноса запрещенных веществ и предметов.
В свою очередь, системы защиты обеспечивают: обнаружение проноса запрещенных материалов (оружия, боеприпасов);
- управление системой замкнутого телевидения, установленного в заданных помещениях;
- контроль функционального состояния обслуживающего персонала на основе биологических показателей;
- контроль места нахождения обслуживающего персонала в сооружении в пределах заданных помещений;
- контроль действий обслуживающего персонала (запись речевых команд и докладов по громкоговорящей связи).
Для повышения надежности в системе резервируются:
- компьютеры модулей управления 3 и 5 (основной, резервный);
- блоки управления модуля 1;
- серверы базы данных (основной, резервный) модуля 2;
- линии связи между блоками управления модуля 1;
- средства обнаружения и распознавания событий в бесперебойных подсистемах жизнеобеспечения и безопасности и соответствующие каналы передачи данных;
- блоки управления модуля 8.
Работа составных частей системы, например, может обеспечиваться следующим образом:
- по локальной вычислительной сети (ЛВС) (Ethernet) - между управляющими компьютерами модулей 3 и 5, серверов баз данных модулей 2 и 6. (Может быть использована ЛВС - 10/100/1000 Мбит/с;);
- по интерфейсу между управляющими компьютерами и табло отображения модулей 3 и 5 (Может быть использован интерфейс - RS-232);
- по интерфейсу (может быть использован интерфейс - RS-485) между модулем управления 3 и блоками управления модуля 1 с оборудованием систем жизнеобеспечения и безопасности через модули ввода-вывода блоков управления модуля 1 посредством логических сигналов напряжением 24 в;
- по интерфейсу (может быть использован интерфейс - RS-485) между модулем управления 5 и устройствами управления модуля 9;
- по интерфейсу (может быть использован интерфейс - RS-485) между модулями 5 и 4 с оборудованием систем жизнеобеспечения и безопасности и автономных бесперебойных подсистем жизнеобеспечения и безопасности через модули ввода-вывода модуля 4 посредством логических сигналов напряжением 24 в;
- по каналам широкополосной проводной или беспроводной связи между модулем 4 и оборудованием автономных бесперебойных подсистем жизнеобеспечения и безопасности;
- по каналам широкополосной беспроводной связи между мобильным модулем 8 и модулем 9.
Система обеспечивает надежную взаимосвязь и работу всех модулей в среде общего защищенного программного обеспечения.
Таким образом, предлагаемая комплексная система мониторинга, контроля и управления техническими системами жизнеобеспечения и безопасности автономных объектов позволяет расширить функциональные возможности, область применения и повысить эффективность работы системы за счет обеспечения возможностей по активному мониторингу, противоаварийному управлению внешними системами жизнеобеспечения и безопасности и по оперативному, достоверному и удаленному контролю за состоянием внешних систем жизнеобеспечения и безопасности, особенно в условиях возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, преднамеренных действий нарушителей и злоумышленников и незаконного проникновения посторонних лиц на территорию объектов.
Источники информации
1. Патент 2133490, Российская Федерация, МПК G05B 15/00, G05B 23/00. Структурированная система мониторинга и управления инженерным оборудованием объекта. [Текст] / Гинзбург В.В. и др.; заявитель и патентообладатель Гинзбург В.В - №98117308/09; заявл. 21. 09.1998; опубл. 20.07.1999.
2. Патент 2566341, Российская Федерация, МПК G05B 13/02. Интегрированная автоматизированная система контроля и управления системами жизнеобеспечения и защиты специальных объектов. [Текст] / Кондратов С.Ф.; патентообладатель Закрытое акционерное общество «Алгонт» - №2014103357/08; заявл. 31.01.2014; опубл. 10.08.2015 Бюл. №29.
3. Патент 2719714, Российская Федерация, МПК G05B 13/00, G08B 19/00, G08B 21/02. Комплексная система мониторинга, контроля и управления техническими системами жизнеобеспечения и безопасности автономных объектов [Текст] / Прутчиков И.О, Гречушкин И.В. и др.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования «ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева». - №2019114635; заявл. 13.05.2019; опубл. 22.04.2020. Бюл. №12.
4. Патент 2749540, Российская Федерация, МПК B25J 5/00, F41H 11/00, F41H 13/00. Способ проведения технической разведки поврежденных образцов вооружения и военной техники [Текст] / Гречушкин И.В., Прутчиков И.О., Репин А.В.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования «ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева». - №2020133606; заявл. 12.10.2020; опубл. 15.06.2021. Бюл. №17.
5. Патент 2750942, Российская Федерация, МПК B60W 30/165, B60W 30/18, G07C 5/08, G08G 1/00, G08G 1/16. Способ прогностического иерархического управления интеллектуальной транспортной системой при управлении движением колонны [Текст] / Гречушкин И.В., Прутчиков И.О. и др.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования «ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева». - №2020133607; заявл. 12.10.2020; опубл. 06.07.2021. Бюл. №19.
6. Патент на полезную модель №175637 Российская Федерация, МПК H01R 13/52, H02I 17/00. Робототехнический комплекс для проведения технической разведки [Текст] / Матушкин В.Л. и др.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования «ВОЕННАЯ АКДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ имени генерала армии А. В. Хрулева - №2016140924, Заявл. 01. 10. 2016, Опубл. 13.10.2017 Бюл. №23.
7. Гречушкин И.В., Прутчиков И.О., Камлюк В.В. Особенности и перспективы применения наземных робототехнических комплексов военного назначения с электротрансмиссией для защиты, охраны и обороны сил и средств материально-технического обеспечения вооруженных сил Российской Федерации // Актуальные проблемы военно - научных исследований. - 2021. - №2 (14). - С.73-83.