Организация системы экстренной связи на территориально распределенных объектах

Назначение и функциональность систем экстренной связи

Те наши читатели, которым посчастливилось жить при советской власти, наверняка помнят старую кинохронику, примерно вот такую:
Крупный план: репродуктор. Текст или голос за кадром: «Граждане! Внимание! Воздушная тревога!».
Средний план: у столба с репродуктором волнуются граждане (крестьяне в зипунах, интеллигенты в очках, рабочие в кепках, колхозницы в платочках).
Несколько крупных планов: рабочий, колхозница, интеллигент. На лицах тревога, в глазах решимость.
Общий план: граждане бегут по улицам.
Средний план: вход в бомбоубежище.
Ну и так далее, далее уже неважно. Важно то, что система экстренного оповещения работала  в те почти уже легендарные времена.
И с тех времен надобность в подобных системах отнюдь не уменьшилась. Угрозы изменились, но – увы! – не исчезли. События последних лет и месяцев только подтверждают это – стихийные бедствия, техногенные катастрофы, теракты требуют немедленного, своевременного (я бы сказал, мгновенного) оповещения людей с передачей точной информации: что произошло и что делать. Ибо последствия нынешних катастроф могут быть гораздо масштабнее прежних.
Итак, системы экстренной связи (и системы оповещения, как их частный случай) необходимы для организации в режиме реального времени связи на линии «центр управления (МЧС, диспетчерская, штаб Гражданской обороны) – абонент». Или наоборот: «абонент  – центр управления». Здесь перемена мест слагаемых играет роль: место подчеркивает инициатора связи.
Под абонентом (или адресатом) подразумевается совершенно произвольные группы населения, как по численности, так и по  территориальной принадлежности. Абонентом может быть и частная квартира, и учреждение, и населенный пункт.  И располагаться он (абонент) может в отдельном доме, во всех домах одного поселка или города, во всех городах и весях области или страны в целом…
Что такое в данном случае «связь»? Логически – это возможность передачи информации.
Самое простое и очевидное – оповещение о тех или иных событиях. Под оповещением будем понимать некую голосовую информацию, либо заранее записанную и воспроизводимую, либо прямую трансляцию сообщения оператора диспетчерской службы. Оповещение – это не что иное, как односторонняя связь. Типа «вы нас слышите, мы вас нет». Т.е. массовое извещение населения об экстренных ситуациях.
Понятно, что при массовом оповещении обратной связи и не требуется, однако во многих случаях необходимо иметь возможность переговоров с тем или иным объектом, т.е. требуется обеспечить и двухстороннюю связь. Здесь речь идет больше о противоположной ситуации – когда объект (или абонент) передает в центр сигнал тревоги (пожар, нападение) и связь с ним требуется, например, для уточнения ситуации.
Физически связь – это некий носитель, по которому указанная информация передается. Носителем может быть как проводной, так и беспроводной канал. И, как станет ясно далее, именно эта характеристика связи является наиболее критичной для системы в целом.
Для простоты дальнейшего изложения разделим  описываемые системы на системы оповещения («диспетчерская – абонент») и системы экстренного вызова («абонент  – диспетчерская»).

Краткое сопоставление проводных систем экстренной связи и Internet/GSM систем

Проводные системы

Возникает резонный вопрос: если система работала уже тогда, то собственно о чем речь, что изобретать, берите и пользуйтесь…
Для резонного ответа следует остановиться на том, как это работало.
Во времена тотального централизованного управления всем и всеми существовала общесоюзная радиотрансляционная сеть (городская, поселковая, районная). Трансляции велись из единого центра с мощным электротехническим оборудованием (электроподстанции, трансформаторы, усилители). Из центра паутиной расходились провода – на абонентские радиотрансляционные громкоговорители (в домах, квартирах, на столбах).  Для уменьшения потерь по проводам тек ток напряжением от 36 до 120 В, перед громкоговорителями ставились понижающие трансформаторы.  По сети в основном передавались обычные радио программы (собственно, это был единственный способ передачи информации на большие расстояния, как сказали бы мы сейчас, в реальном масштабе времени). При необходимости эта же сеть легко превращалась в систему оповещения населения.
Прошло время, сменилась власть и страна, приоритеты сместились в область коммерции, многое из того что было нажито непосильным трудом всей страны, оказалось утраченным…
Практически везде, и особенно в глубинке, оказалась утраченной и система оповещения, как по причине износа оборудования, так и исчезновения самого носителя информации – проводов.
Поэтому, когда опять на государственном уровне (по линии Гражданской обороны) встала задача восстановления системы экстренного оповещения, выяснилось, что прежней системы просто нет, и предстоит не восстанавливать ее, а строить заново.
Но новое, как оно часто водится, хорошо забытое старое, и современные системы оповещения на базе радиотрансляции принципиально ничем не отличаются от своих советских предшественников.
Схема остается прежней – центры, оснащенные мощным ретрансляционным оборудованием, проводные линии передач, приемное распределительное оборудование. 
Реализация этой схемы требуют сложного монтажа, в котором львиную долю занимает прокладка (или протяжка) проводов.  Мало того, однажды проложенные коммуникации требуют постоянного надзора и обслуживания. И, пожалуй, главное в проводном решении – стоимость проекта. Описанные работы, плюс цена самих проводов составляют порядка 70 - 90% стоимости всей системы.
Альтернатива – беспроводные системы.

Internet/GSM системы

Первый возможный вариант беспроводной системы оповещения – использование радиоканала для передачи информации.
Схема таких систем практически ничем не отличается от рассмотренной выше. Отличие – в отсутствии проводов.
При этом сохраняется необходимость мощного и дорогостоящего центрального оборудования, причем еще более дорогостоящего, чем предназначенного для радиотрансляции.
Но в последние годы стало возможным строить системы экстренной связи на базе принципиально иной технологии, принципиально иной в том плане, что она позволяет исключить самое слабое и самое затратное звено – саму связь. Точнее, ее организацию.
Речь идет, конечно, о сотовой сети. Понятно, что для обеспечения приема-передачи данных в любом случае необходима мощная передающая и приемная аппаратура. И сотовая связь не является исключением. Дело только в том, что все это обеспечение уже создано оператором сотовой связи и предоставляется им (точнее, ими) как основа для передачи практически любых информационных потоков.
Использование сотовых сетей позволяет на порядок снизить затраты на оборудование, резко упростить монтаж, уменьшить число обслуживающего персонала и требования к его квалификации, многократно расширить функциональные возможности системы¹.
Схема такой системы полностью повторяет описанную выше «диспетчер – абонент» с той разницей, что между ними нет ничего. В смысле нет проводов. Связь выполняется посредством сети сотовой связи стандарта GSM, которая сейчас покрывает практически все населенные районы страны. Речь может идти о качестве этого покрытия, но минимальные потребности системы оповещения – это гарантированная доставка SMS сообщений.
Итак, диспетчерский центр – это персональный компьютер, снабженный SMS модулем (GSM модемом) и специальной программой, позволяющей в автоматическом / автоматизированном / ручном режиме пересылать SMS (они же команды) для управления системой оповещения. Все отправленные команды (например, включить трансляцию сообщения об угрозе наводнения) доставляются приемным (абонентским) устройствам. Последние представляют собой практически миниатюрный компьютер, управляющий непосредственно устройствами оповещения – динамиками, громкоговорителями.
В случае включения голосового канала, устройства будут воспроизводить на динамиках сообщение диспетчера.
Для протяженных объектов (больших населенных пунктов) на одно такое устройство подключается несколько территориально разнесенных динамика.
Система двухсторонней голосовой связи выглядит несколько иначе. В этом случае и на стороне центра и на стороне абонента должно присутствовать переговорное устройство, работающее по голосовому каналу сотовой связи. Такая система может быть сопряжена с оборудованием для оповещения, а может поставляться исключительно для организации экстренного вызова соответствующих служб непосредственно с объекта.

Примеры построения Internet/GSM систем экстренной связи

Системы оповещения

Для примера рассмотрим варианты построения системы оповещения населенных пунктов о чрезвычайных ситуациях. Центр такого оповещения, как правило, районное или областное подразделение МЧС. Объектовое оборудование размещается в удаленных населенных пунктах, связь и управление которым осуществляется по каналам сотовой связи.
Построение системы непосредственно в населенных пунктах может осуществляться несколькими способами.

Первый и наиболее предпочтительный

Управляющий контроллер устанавливается на столбе уличного освещения или линии электроснабжения и запитывается от линии 220 Вольт. Усилитель НЧ и рупорный громкоговоритель устанавливаются аналогично. Количество усилителей НЧ и рупорных громкоговорителей зависит от площади и протяженности населенного пункта. Соединение контроллера GSM с усилителями производится двухжильным кабелем. При этом максимальная длина от контроллера до усилителя может достигать  2000 метров.

Второй, менее предпочтительный

GSM контроллер устанавливается в помещении охраняемого здания (подразделение Сбербанка, магазин, отделение почты и т.п.) расположенного в населенном пункте и запитывается от сети 220 Вольт. Усилители НЧ и рупорные громкоговорители могут располагаться как и в предыдущем варианте на столбах освещения или электропередач, а так же возможно размещение на крышах частных домов или общественных зданиях и постройках. Соединение контроллера GSM с усилителями производится кабелем.
На практике, скорее будет выбираться что-то среднее, в зависимости от местных условий (протяженность объекта, наличие инфраструктуры).

Диспетчерский центр

Как уже отмечалось, в центре устанавливается автоматизированная система управления оповещением и экстренной связью на базе персонального компьютера и специализированного программного обеспечения. Естественно, в состав оборудования должно входить устройство, обеспечивающее мобильную связь с объектовым оборудованием. В общем случае – это обычный сотовый GSM терминал, снабженный для возможности переговоров телефонной трубкой.

Системы экстренного вызова

Специфика такой системы – в необходимости срочного и желательно очень простого вызова соответствующих служб при возникновении чрезвычайной ситуации. Оптимальным способом вызова является либо снятие трубки, либо нажатие кнопки. Далее автоматически устанавливается соединение с оператором. Поскольку процесс соединения устанавливается электронным устройством, то желательно и разумно, чтобы это же устройство имело сопряжение с тревожными датчиками и опции автоматической же передачи факта их срабатывания в ту же диспетчерскую службу уже посредством SMS сообщения.
Вариантов оснащения диспетчерского центра можно предложить явно больше одного, на деле же надо исходить из задачи. Минимальный вариант – это телефон дежурного (совсем необязательно сотовый) на который осуществляется дозвон с объектов. Более «крутой» вариант – оснащение центра компьютером с соответствующей программой, со всеми вытекающими удобствами по визуализации связи, мониторингу объектов, протоколированию событий (в том числе и контроля дежурного – не спал ли на посту…).

Подытожить это краткое размышление на тему современных Internet/GSM тенденций в древнейшей задаче оповещения о тревожных событиях можно тезисным перечислением основных преимкществ описанных систем.

• Низкая стоимость системы в целом.
• Быстрый и простой монтаж и пуско-наладка.
• Простота эксплуатации и обслуживания.
• Возможность различных вариантов построения: от аппаратных систем с ручным управлением до максимально роботизированных программного–аппаратных комплексов.

Опубликовано: "Технологии защиты", № 5, 2012

¹ Не хочется в рамках данной статьи разоблачать такую спекуляцию, как ненадежность сотовой связи. Те, кого задевает слово «спекуляция» пусть постараются честно ответить на вопрос, а какую связь можно признать абсолютно надежной в случае стихийного бедствия?