Применение кластерной технологии для разработки систем видеонаблюдения и видеорегистрации на территориально распределенных объектах железнодорожного транспорта

5. Черемисин, В. Т. Оценка потенциала повышения энергетической эффективности системы тягового электроснабжения [Текст] / В. Т. Черемисин, М. М. Никифоров // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск. - 2013. - № 2 (14). - С. 75 - 84.

6. Прибор для диагностирования силовых вентилей преобразователей тяговых подстанций [Текст] / Е. Ю. Салита, Т. В. Ковалева и др. // Приборы и методы измерений, контроля качества и диагностики в промышленности и на транспорте: Материалы всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2013. - С. 69 - 75.

7. Диагностика силовых вентилей преобразователей тяговых подстанций [Текст] / Е. Ю. Салита, В. А. Кващук и др. // Электроснабжение железных дорог: Межвуз. темат. сб. науч. тр. / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2007. - С. 19 - 23.

References

1. Cheremisin V. T., Nikiforov M. M. The main directions of the implementation of the Federal Law № 261-FZ of 23.11.09 «Concerning energy saving ...» in the holding «Russian Railways» [Osnovnye napravleniya realizatsii Federal'nogo Zakona № 261-FZ ot 23.11.09 «Ob ehnergosbere-zhenii...» v kholdinge «Rossijskie zheleznye dorogi»]. Izvestiia Transsiba - The Trans-Siberian Bulletin, 2010, no. 2 (2), pp. 119 - 123.

2. Gapanovich V. A., Epifantsev S. N., Ovseychuk V. A. Ehnergeticheskaya strategiya i ehlek-trifikatsiya rossijskikh zheleznykh dorog (Energy Strategy and the electrification of the Russian railroads). Moscow: Eco-Press, 2012, 196 p.

3. Cheremisin V. T., Kvaschuk V. A., Kondratiev U. V., Salita E. U., Komyakova T. V., Ko-valeva T. V. Povyshenie ehffektivnosti sistem tyagovogo ehlektrosnabzheniya peremennogo i post-oyannogo toka i sokrashhenie poter' ehlektricheskoj ehnergii v nikh (Increasing the efficiency of the traction power supply of AC and DC power and the reduction of electric power losses in it). Omsk: OSTU, 2015, 145 p.

4. Salita E. U., Magay G. S., Komyakova T. V., Kovaleva T. V. Silovyepreobrazovateli tyago-vykh podstantsij i ehlektropodvizhnogo sostava (Power converters of electric traction substations and of the railway stock). Omsk: OSTU, 2013, 131 p.

5. Cheremisin V. T., Nikiforov M. M. Assessing the potential of energy efficiency of the traction power supply system [Otsenka potentsiala povysheniya ehnergeticheskoj ehffektivnosti sistemy tyagovogo ehlektrosnabzheniya]. Izvestiia Transsiba - The Trans-Siberian Bulletin, 2013, no. 2 (14), pp. 75 - 84.

6. Salita E. U., Kovaleva T. V., Redchits N. V., Kosenko E. S., Kvaschuk V. A., Lapenko N. M. Pribor dlya diagnostirovaniya silovykh ventilej preobrazovatelej tyagovykh podstantsij [The device for diagnosing the traction substation power rectifiers converters]. Materialy vserossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem (Materials of Russian scientific and technical conference with international participation). - Omsk, 2013, pp 69 - 75.

7. Salita E. U., Kvaschuk V. A., Lapenko N. M., Shmygin N. N. Diagnostika silovykh ventilej preobrazovatelej tyagovykh podstantsij [The diagnostics of traction substation power rectifiers converters]. Mezhvuzovskii tematicheskii sbornik nauchnykh trudov «Elektrosnabzhenie zheleznykh dorog» (Interuniversity thematic collection of scientific works «Railways power supply»). - Omsk, 2007, pp. 19 - 23.

УДК 621.397.4:519.6

Н. Г. Ананьева, В. В. Петров

ПРИМЕНЕНИЕ КЛАСТЕРНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ И ВИДЕОРЕГИСТРАЦИИ НА ТЕРРИТОРИАЛЬНО РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ОБЪЕКТАХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Выполнен анализ особенностей территориально распределенных объектов железнодорожного транспорта для реализации систем видеонаблюдения и видеорегистрации. Предложена трехэтапная методика раз-

работки таких систем, в основе которой лежит разделение всей системы на зоны видеонаблюдения, зоны видеорегистрации и информационные кластеры, обеспечивающая оптимизацию системы по критерию минимальных затрат.

В настоящее время эффективность работы железнодорожного транспорта существенно зависит от внедрения новых информационных технологий, в том числе и систем постоянного видеонаблюдения и видеорегистрации, которые существенно повышают безопасность эксплуатации подвижного состава и эффективность охранных мероприятий на территориях ответственных объектов железнодорожного транспорта. Постоянное совершенствование и снижение цены различного оборудования для реализации охранных систем позволяет использовать системы видеорегистрации и на территориях подразделений железнодорожного транспорта. Основные документы, которыми следует руководствоваться при внедрении систем видеонаблюдения и видеорегистрации, представлены в источниках [1, 2]. Эти нормативные акты выдвигают требования к реализации подобных систем, а рекомендации помогают найти экономически обоснованные технические решения и создать эффективно функционирующую структуру. Однако они не учитывают основные особенности предприятий железнодорожного транспорта - большие и протяженные территории, на которых имеются многочисленные ответственные объекты, требующие постоянного контроля за происходящими на них событиями с помощью современных систем видеонаблюдения и видеорегистрации. В данной работе предложена соответствующая методика разработки и внедрения таких систем, учитывающая перечисленные особенности территориально распределенных объектов на железнодорожном транспорте.

В процессе выбора оборудования и разработки систем видеорегистрации следует учитывать реальные условия их установки и эксплуатации на конкретном объекте, а при разработке задания на проектирование системы видеонаблюдения следует руководствоваться нормативной базой железнодорожного транспорта и конкретными пожеланиями соответствующих специалистов в этой области. Целью данной работы является предложение трехуровневой методики для разработки оптимизированной системы видеорегистрации с применением кластерной технологии, позволяющей минимизировать затраты на ее реализацию с использованием методов линейного программирования. Применение предлагаемой методики демонстрируется на примере реализации системы видеонаблюдения и видеорегистрации на территории локомотивного депо.

На первом этапе разработки систем видеонаблюдения и видеорегистрации для обеспечения требуемого качества видеозаписи и последующей беспроблемной идентификации подозрительных объектов следует рассчитать по известным методикам необходимое количество уличных видеокамер и фиксировать места их расположения на территории конкретного предприятия.

Локомотивное депо состоит из многочисленных корпусов, рассредоточенных на большой территории с высоким уровнем индустриальных помех, поэтому беспроводная система видеонаблюдения, основанная на применении 1Р-камер или GSM-камер малоэффективна, если даже оборудована системой шифрования и защиты конфиденциальной видеоинформации от возможного ее перехвата, т. е. приводит к излишним материальным затратам и не способна обеспечить достаточную надежность. Следует также учитывать, что специализированные генераторы помех способны полностью блокировать работу беспроводных систем видеонаблюдения и видеорегистрации.

Учитывая особенности объектов железнодорожного транспорта, можно сформулировать набор основных требований к системам видеонаблюдения и видеорегистрации, устанавливаемых на предприятиях железнодорожного транспорта:

- высокая надежность системы и алгоритмов оптимизации;

- простота монтажа, настройки и обслуживания системы;

- унификация блоков, узлов и деталей аппаратуры с установленными ранее системами;

- обеспечение бесперебойной работы при отсутствии внешнего питания, воздействия на аппаратуру вибраций, пыли, влаги, температуры, агрессивных газов.

86 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 3(23) 2015

^ 1 1 V

Перечисленные требования необходимо реализовать при минимальном вмешательстве в работу уже существующих информационных систем и всех подразделений предприятия, а минимизацию затрат осуществить за счет использования уже имеющейся в депо инфраст -руктуры: серверного помещения, сетевых коммутаторов, кабель-каналов, сетей электропитания и помещений, подходящих для размещения цифровых видеорегистраторов. С целью реализации описанных требований наиболее подходящий вариант системы по критерию «цена - качество» может включать в себя уличные аналоговые камеры с фиксированным объективом и коаксиальные кабели с совмещенной шиной питания достаточной длины для подключения к автономному видеорегистратору, который осуществляет цифровую обработку видеосигнала, автономное архивирование, передачу на центральный сервер для оперативного видеонаблюдения и дублирования видеоархива.

Современные цифровые видеорегистраторы характеризуются высокой скоростью записи, широкой функциональностью, различным числом входных аналоговых видеоканалов, эффективным алгоритмом сжатия цифрового аудио и видео, большим объемом записываемой информации до следующего цикла перезаписи, возможностью подключения IP-видеокамер и внешнего сетевого оборудования по каналам Ethernet и, что особенно важно, имеют дополнительную собственную защиту от несанкционированного доступа к архивам видеоинформации. Таким образом, на первом этапе разработки системы видеорегистрации устанавливаются уличные видеокамеры, а видеорегистраторы монтируются в подходящих помещениях, соблюдая все технические требования и рекомендации по применению и используя имеющуюся инфраструктуру предприятия.

На втором этапе разработки распределенных систем территория предприятия разбивается на несколько зон видеорегистрации, которые включают в себя ближайшие видеорегистраторы и установленные на первом этапе уличные камеры видеонаблюдения. Для конкретизации методики в данной статье рассмотрен пример с пятью видеорегистраторами (общим числом входных каналов равным 34) и пятью зонами видеорегистрации, включающими в себя 34 видеокамеры. На взаимное расположение зон видеорегистрации с уличными видеокамерами внутри каждой зоны и видеорегистраторами, находящимися в помещениях предприятия, накладываются определенные ограничения технического характера:

расстояние между любой камерой видеонаблюдения и видеорегистратором в каждой зоне видеорегистрации не должно превышать 100 м, что определяется техническими параметрами коаксиального кабеля и видеокамер;

помещения, в которых находятся видеорегистраторы, должны располагаться на расстоянии не более 100 м от имеющихся в депо сетевых коммутаторов корпоративной сети Интернета.

На рисунке 1 представлен примерный план территории локомотивного депо с указанием выбранных мест расположения уличных видеокамер и видеорегистраторов в подходящих для них помещениях. Зоны видеорегистрации отмечены пунктирными окружностями, радиус каждой из которых не превышает 100 м.

На третьем этапе разработки системы для каждого видеорегистратора формируется оптимальный информационный кластер видеокамер на основе применения методов линейного программирования, который может включать в себя камеры из различных взаимно пересекающихся зон видеорегистрации в отличие от установленных на первом этапе зон видеонаблюдения, которые были сформированы в соответствии с требованиями охранных структур (отвечающих за идентификацию подозрительных объектов).

На рисунке 1 отмечены пять видеорегистраторов и пять зон видеорегистрации, которые частично перекрываются и обеспечивают возможность вариативного выбора из возможных многочисленных вариантов схем подключения камер и реализации баланса числа каналов видеорегистраторов и числа видеокамер для оптимизации затрат в каждом информационном кластере системы. В серверное помещение заводятся кабели, соединяющие цифровые видеорегистраторы с центральным сервером системы видеонаблюдения и видеорегистрации с

помощью имеющегося в локомотивном депо активного сетевого оборудования. На плане локомотивного депо и схеме информационных потоков серверное помещение обозначено как «Центральный сервер системы».

Рисунок 1 - План локомотивного депо с расположением видеорегистраторов и зонами максимально возможного удаления от них уличных видеокамер

В предлагаемой методике задача оптимизации заключается в определении схемы крос-сировки между уличными видеокамерами, расположенными в соседних взаимно перекрывающихся зонах видеорегистрации, и конкретными входами видеорегистраторов, которые формируют соответствующий информационный кластер системы, для обеспечения минимума затрат на общую длину коаксиального кабеля между видеокамерами и конкретным видеорегистратором. Это позволяет осуществить обоснованный объективный подход (исключить субъективный человеческий фактор) к формированию оптимальных информационных кластеров видеокамер в пределах соседних зон доступа к видеорегистраторам. Очевидно, что данная постановка задачи может быть решена на основе методов линейного программирования - раздела математики, посвященного решению экстремальных задач, задаваемых системами линейных уравнений и неравенств. При постановке классической транспортной задачи [3, 4] выделяют два основных критерия: достижение минимума затрат на перевозку груза (критерий минимума расстояний перевозки грузов) и минимальное время доставки груза (критерий минимума времени перевозки грузов).

Для постановки задачи оптимизации составим условную графическую схему информационных потоков между видеокамерами, находящимися в соответствующих зонах доступности видеорегистраторов и возможными информационными кластерами системы, которая представлена на рисунке 2.

На рисунке 2 можно увидеть, что число доступных видеорегистратору камер видеонаблюдения больше, чем у него имеется входных каналов. Это позволяет осуществлять оптимальный выбор схемы подключения каналов связи между видеокамерами и видеорегистраторами на основе постановки и решения оптимизационной задачи. Основной причиной применения метода линейного программирования в предложенной методике являются его простота и наглядность для подтверждения возможности реализации этой методики на конкретном объекте с использованием критерия оптимизации по минимуму затрат.

Общей (стандартной) задачей линейного программирования называется задача нахождения минимума линейной целевой функции вида

Стт = ХХ Сх = тт.

¿=1 ¿=1

п

т

Рисунок 2 - Схема информационных потоков между видеокамерами в зонах максимально возможного доступа к видеорегистраторам в пределах возможных информационных кластеров системы

Применительно к решению задачи оптимизации систем видеорегистрации аргументы этой функции имеют следующий смысл:

*тах = п - число видеорегистраторов в информационной системе, которые выполняют роль поставщиков каналов, где а - число каналов в каждом видеорегистраторе (обычно от четырех до шестнадцати);

утах = т - число камер видеонаблюдения, которые выполняют роль потребителей каналов, где Ь = 1 - число каналов, необходимых для работы каждой конкретной камеры видеонаблюдения;

Су - затраты на организацию канала связи от /-го регистратора до у'-й камеры (практически стоимость кабеля и работ на его прокладку);

Ху - количество каналов связи между /-м регистратором иу'-й камерой видеонаблюдения, которые могут принимать значения: 1 - при необходимости организации канала связи внутри кластера и 0 - при неперспективности прокладки кабеля с экономической точки зрения между некоторой камерой и видеорегистратором, хотя технические средства и возможности для этого имеются в каждом конкретном случае.

Переменные Ху должны удовлетворять следующим требованиям:

ограничению «по запасам», т. е. число видеокамер, подключенных к конкретному регистратору внутри кластера, не должно превышать числа каналов регистратора в этом клас -тере, а общее число камер видеонаблюдения в системе не должно превышать общего числа всех каналов видеорегистраторов во всей системе

т _

X ху - а'1=1 п;

]=1

ограничению «по потребностям», т. е. к каждой видеокамере должен быть организован хотя бы один канал, а общее число камер видеонаблюдения в каждом кластере не должно превышать общего числа каналов каждого видеорегистратора в соответствующем кластере

п _

X хг] > Ъ], ] =1 т ;

¿=1

условию «неотрицательности», т. е. видеокамера не может быть поставщиком каналов (с технической точки зрения это означает, что камера не может выполнять функцию коммутатора каналов):

Ху > 0; / = 1, т; у = 1, п.

Таким образом, поставлена классическая задача линейного программирования, которую можно отнести к классу транспортных задач. Специфика этого типа задач в том, что в математике разработаны и детально описаны эффективные алгоритмы их решения на основе применения средств вычислительной техники. Задача линейного программирования будет иметь канонический вид, если в основной задаче вместо системы неравенств имеет место система уравнений с ограничениями в форме равенства.

Для решения транспортной задачи симплекс-методом можно воспользоваться онлайн-сервисом [5] со следующими исходными данными, взятыми из рисунка 1:

- число видеорегистраторов п = 5 (атах);

- число камер видеонаблюдения т = 34 (Ътах);

- число каналов в каждом регистраторе (поставщики каналов а/): а1 = 4, а2 = 6, а3 = 8, а4 =

= 8, а5 = 8;

- число линий связи между наружными камерами видеонаблюдения и видеорегистраторами (потребители каналов Ъ7): Ь1 = 1, Ь2 = 1, . . . , Ъ33 = 1, Ъ34 = 1;

- данные о «транспортных» расходах С/у для организации канала от /-го видеорегистратора к у-й камере представлены в таблице 1 (в матрице транспортных расходов).

Транспортная задача считается сбалансированной, если соблюдается условие

п т

X а =Х Ъ,

¿=1 ¿=1

которое в данном случае выполняется, т. е. Еаг- = 4 + 6 + 8 + 8 +8 = 34, а сумма каналов ЕЪ7=1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1=34.

Для приведения системы ограничений к каноническому виду вводят в каждое условие искусственные переменные г и дополнительные элементы в строку М, элементы которой рассчитываются как сумма соответствующих элементов условий - равенств (тех которые после приведения к каноническому виду содержат искусственные переменные R) с противоположным знаком, а в строку ¥ симплекс-таблицы заносят коэффициенты целевой функции, в столбец £ - свободный член.

Таблица 1 - Матрица затрат на организацию каналов

1 2 5

1 49 99 195

2 51 95 155

3 59 96 190

4 19 52 182

5 11 48 171

(С ) = V 1 , ' т х п 6 74 76 132

7 75 77 168

8 91 97 193

9 61 8 251

10 98 47 190

33 247 233 51

34 253 239 56

Используя указанные в таблице 1 данные системы, можно составить исходную симплекс-таблицу 2.

Таблица 2 - Исходная симплекс-таблица

X2 Xз X4 X5 X6 X7 X8 X9 х1о х17о £

F 49 51 59 19 11 74 75 91 61 98 59 о

Г1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 о 4

Г2 о о о о о о о о о о о 6

Гз о о о о о о о о о о о 8

Г4 о о о о о о о о о о о 8

Г 5 о о о о о о о о о о о 8

Г 6 1 о о о о о о о о о о 1

Г7 о 1 о о о о о о о о о 1

ГВ о о 1 о о о о о о о о 1

г 9 о о о 1 о о о о о о о 1

По о о о о 1 о о о о о о 1

Г 33 о о о о о о о о о о о 1

ГЗ4 о о о о о о о о о о 1 1

Г 35 о о о о о о о о о о о 1

г 36 о о о о о о о о о о о 1

ГЗ7 о о о о о о о о о о о 1

Гз8 о о о о о о о о о о о 1

г 39 о о о о о о о о о о 1 1

M -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -2 -68

В ходе последовательных преобразований симплекс-таблицы можно получить окончательный оптимальный результат, обеспечивающий минимальные затраты на организацию каналов связи между камерами видеонаблюдения и регистраторами, на основе которого и сформировать оптимальный план разделения системы на информационные кластеры.

Однако из-за большого размера симплекс-таблицы и большого числа возможных линий связи между камерами и регистраторами сложно провести последующий анализ для оценки оптимальности полученного результата и подтвердить работоспособность метода и поставленной задачи линейного программирования. Если упростить эту задачу и решить ее только для первых двух зон видеорегистрации, то можно будет получить простой и наглядный пример, с помощью которого достаточно легко можно будет проанализировать топологию подключения видеокамер и сравнить с результатом полученного решения задачи линейного программирования для подтверждения его эффективности. При этом необходимо учитывать, что в упрощенном виде получим всего лишь частное оптимальное решение только для двух взаимно пересекающихся зон, а в масштабах всей системы это решение может быть и не оптимальным. Эта особенность задач оптимизации вытекает из принципов оптимальности Белл-мана [6], которую обязательно следует учитывать при разработке сложных территориально распределенных информационных систем.

Схема упрощенного более наглядного варианта взаимного расположения камер и регистраторов только в двух зонах видеорегистрации представлена на рисунке 3. Не представляет большой сложности убедиться в том, что изображенный на рисунке 3 вариант организации двух информационных кластеров является оптимальным и обеспечивает минимум затрат для рассматриваемого примера.

Рисунок 3 - Фрагмент примерного плана оптимальной организации кластеров из двух видеорегистраторов в двух смежных зонах видеорегистрации

Составленную упрощенную задачу (наглядный пример оптимального плана) в данном случае можно решить с помощью наиболее популярного метода потенциалов [7]. Затраты на организацию каждого канала связи между видеорегистраторами и всеми камерами видеонаблюдения заданы матрицей тарифов в таблице 3.

Таблица 3 - Матрица тарифов на организацию каналов связи

" —-——_Номер камеры (Ъу) Номер регистратора^аТ)———___ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Общее число каналов регистраторов

1 49 51 59 19 11 74 75 91 61 98 4

2 99 95 96 52 48 76 77 97 8 47 6

Общее число линий связи для камер 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X = 10

Проверяем необходимое и достаточное условие разрешимости задачи:

X a = 4 + 6 = 10;

X bj = 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 + 1 = 10.

Условие баланса поставщиков и потребителей каналов в данном примере соблюдается (т. е. запасы равны потребностям). Следовательно, модель транспортной задачи является закрытой. В результате решения поставленной версии транспортной задачи получаем минимальные затраты

F

и соответствующий оптимальный план подключения видеокамер к видеорегистраторам (для организации информационных кластеров в зонах видеорегистрации):

четыре входа первого видеорегистратора необходимо выделить для подключения первой, второй, третьей и пятой видеокамер;

92 ИЗВЕСТИЯ Транссиба № 3(23) 2015

=

шесть входов второго видеорегистратора необходимо использовать для подключения четвертой, шестой, седьмой, восьмой, девятой и десятой камер видеонаблюдения.

На основе решения поставленной задачи была найдена оптимальная схема кроссировки видеокамер и видеорегистраторов, которая полностью совпадает с изображенной на рисунке 3 схемой подключения камер к регистраторам.

Предложенная методика вполне может применяться и для разработки систем регистрации на основе цифровых видеокамер, для подключения которых применяются сетевые коммутаторы (вместо использованных в данном примере видеорегистраторов), так как практически все ограничения на организацию каналов связи (длину медного кабеля) сохраняются.

На основании полученных результатов можно сделать выводы.

1. При использовании имеющейся инфраструктуры предприятия предложенная трех-этапная методика разработки систем видеонаблюдения и видеорегистрации на территориально распределенных объектах позволяет обеспечить минимальные затраты.

2. Разделение плана предприятия на зоны видеонаблюдения перекрывающиеся соседние зоны видеорегистрации и информационные кластеры системы видеорегистрации позволяют привести поставленную задачу линейного программирования к классической транспортной задаче.

3. Предложенная постановка задачи линейного программирования позволяет не просто минимизировать затраты, но и, что особенно важно, исключить субъективные факторы при разработке системы видеорегистрации на предприятиях железнодорожного транспорта.

4. Подтверждение эффективности предложенной методики продемонстрировано на примере оптимизации системы видеорегистрации для локомотивного депо железнодорожного транспорта.

Список литературы

1. ГОСТ Р 51558-2000 Системы охранные телевизионные. Общие технические требования и методы испытания [Текст]. - М.: Изд-во стандартов, 2000. - 12 с.

2. РД 78.36.003-2002 Инженерно-техническая укрепленность. Технические средства охраны. Требования и нормы проектирования по защите объектов от преступных посягательств [Текст] / ГУВО МВД России. - М., 2002. - 32 с.

3. Моисеев, Н. Н. Методы оптимизации [Текст] / Н. Н. Моисеев, Ю. П. Иванилов, Е. М. Столярова. - М.: Наука, 1978. - 352 с.

4. Корнеенко, В. П. Методы оптимизации: Учебник [Текст] / В. П. Корнеенко. - М.: Высшая школа, 2007. - 664 с.

5. Задачи оптимизации. Решение транспортной задачи симплекс-методом [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://uchimatchast.ru/, свободный.

6. Беллман, Р. Прикладные задачи динамического программирования [Текст] / Р. Белл-ман, С. Дрейфус. - М.: Наука, 1965. - 458 с.

7. Решение задач онлайн. Транспортная задача. Метод потенциалов [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://mfth.semtstr.ru/transp/potential-method.php, свободный.

References

1. Sistemy okhrannye televizionnye. Obshchie tekhnicheskie trebova-niia i metody ispytaniia GOST R 51558-2000 (Video security system. General spécifications of the requirements, and test methods, State Standart R 51558-2000). Moscow, Standarty, 2000, 12 p.

2. RD 78.36.003-2002 Inzhenerno-tekhnicheskaia ukreplennost'. Tekhnicheskie sredstva okhrany. Trebovaniia i normy proektirovaniiapo zashchite ob"ektov otprestupnykhposiaga-tel'stv (RD 78.36.003-2002 engineering and technical protection. Technical means of protection. The requirements and design standards for the protection of objects of criminal encroaching-ments). Moscow: GUVO MVD Rossii, 2002, 32 p.

3. N. N. Moiseev, Iu. P. Ivanilov, E. M. Stoliarova Metody optimizatsii (Optimization techniques). Moscow: Nauka, 1978, 352 p.

4. Korneenko V. P. Metody optimizatsii (Optimization Methods). Moscow: Vysshaya shkola, 2007, 664 p.

5. Zadachi optimizatsii. Reshenie transportnoi zadachi simpleks metodom [Elektronnyi resurs] / Rezhim dostupa: http://uchimatchast.ru/, svobodnyi.

6. Bellman R., Dreifus S. Prikladnye zadachi dinamicheskogo programmirovaniia (Bellman dynamic programming). Moscow: Nauka, 1965, 458 s.

7. Reshenie zadach onlain. Transportnaia zadacha. Metod potentsialov. [Elektronnyi re-surs] / Rezhim dostupa: http://mfth.semtstr.ru/transp/potential-method.php, svobodnyi.

УДК 621.317:519.683

С. Н. Чижма, А. А. Лаврухин, А. Г. Малютин, А. С. Окишев

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА И УЧЕТА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ФИДЕРАХ КОНТАКТНОЙ СЕТИ

Описаны структурная схема, алгоритмическая основа, функциональный состав и некоторые технологические особенности аппаратного и программного обеспечения информационной системы оперативного контроля параметров электроэнергии в сети тягового электроснабжения.

Автоматизированные системы коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ), внедренные в последнее время в сети железных дорог, позволяют решить вопрос коммерческого учета электроэнергии. Однако АСКУЭ ОАО «РЖД» не решают вопросы оперативного мониторинга распределения электроэнергии в контактной сети, от которой потребляется значительный объем электроэнергии, что в свою очередь не позволяет корректировать уровень небаланса электроэнергии в контактной сети.

В настоящее время активно развиваются системы определения расхода и качества электроэнергии в тяговых сетях, однако, как правило, разработки находятся в начальной стадии и не позволяют комплексно решать проблемы контроля расхода электроэнергии в тяговых сетях [1 - 7].

Для решения указанной проблемы требуется совместно с коммерческим учетом электроэнергии осуществлять технический учет, а именно - контроль расхода по фидерам контактной сети (ФКС). Такая система учета электроэнергии на фидерах контактной сети позволит не только определять объем потерь и величину небаланса, но и выявлять перетоки мощности между подстанциями, вызывающие дополнительные потери [8, 9].

Разработанная на кафедре «Автоматика и системы управления» Омского государственного университета путей сообщения информационная система оперативного контроля параметров электроэнергии в сети тягового электроснабжения (ИСМУЭ ФКС) позволяет за счет измерения электрического тока и напряжения на каждом выпрямителе и фидере контактной сети постоянного тока проводить исследования, направленные на повышение эффективности использования электроэнергии на тягу поездов [10 - 12]. Пилотный вариант системы установлен на шести подстанциях опытного полигона Свердловской железной дороги.

На каждой подстанции установлены минимум семь измерительных систем, определяющих токи, напряжения, мощности соответственно выходных шин выпрямителей, фидеров левой и правой межподстанционных зон, шины станционной нагрузки, выходы которых подключены к информационным входам концентратора подстанции (КП). Система позволяет определять мгновенные токи, напряжения, мощности, учитывать электроэнергию по каждой точке учета, по подстанции и по всему полигону, контролировать спектральный состав