Главная цель единой системы связи
Платформа безопасности или любая система безопасности, мониторинга, управления, оповещения и передачи данных является, по сути, решением для связи между несколькими абонентами, соединенными тем или иным образом. Используя стандартные протоколы, описывающие процедуру установки и окончания сеанса связи, а также унифицированные форматы данных, можно объединить все вышеперечисленные сервисы в одной системе.
Главная цель единой системы связи — обеспечение работы сервисов мониторинга технологических систем объекта, систем безопасности, внутренней оперативно-технологической и диспетчерской связи, учрежденческой телефонной связи, аварийного оповещения с помощью одного отказоустойчивого решения.
Архитектура решения
Единая система должна обладать достаточной отказоустойчивостью для обеспечения круглосуточной и круглогодичной работы в течение как минимум 10 лет. Помимо отказоустойчивого сервера в качестве центрального коммутатора, необходима возможность применения нескольких таких устройств с их пространственным разнесением. Желательно использование интеллектуальных абонентских устройств, работающих в режиме отсутствия связи с центральным коммутационным устройством.
Общие требования к системе диспетчерской связи
Требования общего плана заключаются в следующем:
l все устройства системы должны соответствовать действующим ТР ТС, в частности № 004, № 020, а также для отдельных устройств должны быть проведены испытания на соответствие требованиям ТР ТС № 012 (взрывозащищенное оборудование);
l все устройства системы должны соответствовать общим эргономическим требованиям ГОСТ 20.39.108-85;
l система должна использовать открытые протоколы для максимального обеспечения так называемой бесшовной интеграции с оборудованием сторонних производителей.
Требования к центральному оборудованию
Центральное оборудование должно соответствовать следующим требованиям:
Оно должно быть построено на отказоустойчивой серверной платформе, обеспечивающей все функции речевой связи, оповещения, управления исполнительными механизмами и камерами видеонаблюдения, а также мониторинг всех элементов в одной мультисервисной IP-сети.
Для осуществления мониторинга устройств системы должна быть предусмотрена графическая поверхность, подобная приведенной на рис.1 поверхности Alphaview, используемой для систем производства Zenitel (Норвегия).
На данной поверхности в режиме реального времени должен отображаться
актуальный статус каждого переговорного устройства («неактивное состояние», «вызов», «занято», «помеха/отбой»), а также ошибки в центральном сервере. Система должна позволять использовать в качестве фона картографическую подложку и произвольные планы и схемы, импортируемые в виде графических файлов. Все действия сервера, переговорных устройств и рабочего места оператора документируются в Log-файле.
Доступ к пользовательской поверхности защищен паролем.
Переговоры с оператором должны при необходимости записываться. Доступ к прослушиванию записей регламентируется учетными записями пользователей (операторов системы).
Желательно наличие допуска системы на использование ее в качестве аварийного оповещения, включая категорию 5 по НПБ 104-03, то есть должны выполняться требования сертификата пожарной безопасности.
В системе должна быть реализована интеграция как минимум следующих интерфейсов:
l интерфейсы к УАТС на основе SIP;
l выходы к системе аудиозаписи (НЧ-сигнал, аналог 0 дБ);
l интерфейсы подключения к цифровым транкинговым системам радиосвязи (TETRA, DMR и т.д.);
l релейные выходы и сухие контакты (не менее восьми, требование EN 54). Наработка на отказ — не менее 30 тыс. ч.
ПО системы должно иметь интерфейс на русском и английском языках, понятные пиктограммы и системы выпадающих меню для простых выполнимых операций по конфигурированию администратором.
Главные критерии, на которые стоит обратить внимание при сравнении систем разных производителей, — работа на существующих сетях связи заказчика и способ интеграции с существующим оборудованием.
Постановка задачи оператору
Основная задача оператора — воспринимать ситуацию и реагировать на ее изменения. Согласно теории восприятия, за равное количество времени через слух передается 1 тыс. условных единиц информации, через осязание — 10 тыс., через зрение — 100 тыс.
Зрительный аппарат человека воспринимает образы по следующей схеме: от неизвестного конкретного к известному абстрактному,
а затем к известному конкретному. В конечном итоге результат всегда может быть описан словами, в данном случае через речевое сообщение, вызов соответствующих служб или доклад. Иногда это выражается в совершении определенных действий: нажатии тревожной кнопки, отключении или включении каких-либо механизмов или систем.
Требования к АРМ диспетчера по зрению
Зрительное распознавание — это активное формирование целостного образа объекта во всей совокупности его свойств и признаков и отнесения к определенному узкому классу (люди, животные, автомобили и т.д.), процесс восстановления структуры и формы рассеивающего свет предмета по результату этого рассеивания.
Такого рода задачи относятся к классу некорректно поставленных, для их решения требуется привлечение априорной информации о характере объекта, рассеивающего излучение. Факторы, мешающие оптимальному решению задачи распознавания:
l неправильно подобранный формат мониторов;
l неконкретная и не ограниченная во времени задача оператора;
l не структурированное в пространстве информационное поле;
l не оптимальный способ предъявления изображений (многооконное изображение, последовательности, титры, которые должен читать оператор);
l недостаточный опыт оператора и отсутствие предварительной информации.
Нужно учитывать, что центральное зрение человека приспособлено для мелких деталей, а периферическое — для полутонов. Размер пространственного угла ясного зрения при восприятии двухмерного плоского изображения, дискретного в пространстве и времени, составляет не более 9 град. по вертикали и 12 град. по горизонтали. При большем видимом угловом размере экрана игнорируется периферия, а при меньшем — внимание оператора отвлекается на посторонние объекты.
Оптимальный угловой размер экрана для задачи обнаружения — 9х12 град., то есть 4-5 диагоналей от экрана до глаз оператора. Оптимальный угловой размер экрана для задачи опознавания — до 30град., то есть 1,5-3 диагонали от экрана.
При проектировании рабочего места мониторы располагают на некотором расстоянии от глаз оператора, чтобы он мог незначительно менять позу и не утомляться, проводя как поиск объекта на экране, так и его опознавание.
Например: при наблюдении одновременно на нескольких экранах вероятность решения зрительной задачи (как вероятность сложного события) равна произведению вероятностей событий, его составляющих. Если для одного экрана вероятность 0,4, то для четырех — 0,44 = 0,0256, то есть меньше 3%. Установка на рабочем месте мониторов с многооконными изображениями (от всех камер) приводит к полной невозможности выделить существенные события из этого потока видеоинформации. Следовательно, для событий, требующих реакции, необходимо применять отдельные мониторы и автоматические алгоритмы в сочетании с сигналами привлечения внимания.
Помимо этого, нужно учитывать, что степень тревожности окружающей обстановки воспринимается человеком в зависимости от вектора и скорости движения видимых объектов, и наиболее опасным кажется движение сверху вниз. В силу этого «тревожные» мониторы рекомендуется ставить в верхнем ряду посередине: появление изображения на них уже будет восприниматься как сигнал опасности. В случаях, когда необходимо обработать несколько тревожных событий одновременно, применяются различные алгоритмы, среди которых следует обратить внимание на «гашение и последовательность» в сочетании с системой расстановки приоритетов для потенциальных тревожных событий.
Требования к АРМ диспетчера по звуку
Человек способен слышать звук в пределах от 16 Гц до 20 кГц (после 35-40 лет верхний частотный порог слышимости снижается до 12-14 кГц.) Звуки выше 16 000 Гц для задач оповещения имеют малое практическое значение, так как быстро тормозятся; колебания ниже 60 Гц воспринимаются благодаря вибрационному чувству. Звуковые волны в диапазоне от 300 до 4000 Гц содержат около 90% спектра человеческого голоса, этого достаточно для передачи речевого сигнала.
Процесс речи предполагает, с одной стороны, формирование и формулирование мыслей языковыми средствами, а с другой — восприятие языковых конструкций (слов и выражений) и их понимание. Эмоциональная окраска и иносказательный смысл передаются с помощью других, не языковых параметров:
l скорости;
l акцентированности;
l громкости;
l тональности.
У каждого человека, помимо уникальности голосового спектра, есть своя индивидуальная манера речи. Перечисленные четыре пункта укладываются в оставшиеся 10% спектра формантные составляющие, расположенные в диапазоне от 2 до 7 кГц, по ним мы распознаем голос собеседника. Для комфортного оперативного общения желательно применять оборудование, электроакустические характеристики которого превосходят традиционный телефонный стандарт с шириной полосы воспроизведения в 3,5 кГц. В 90% случаев достаточно полосы воспроизводимых частот в 7-8 кГц.
Для достижения показателя разборчивости не менее 85% необходимо, чтобы отношение речевой сигнал/шум в помещении было не менее 20 дБ. Пульт оператора или диспетчера должен иметь направленный микрофон, позволяющий отсекать посторонние шумы. Желательно как для пульта, так и для остальных абонентских устройств иметь возможность мониторить окружающую шумовую картину.
На производстве же часто размещают устройства подачи речевых объявлений непосредственно на производственном участке или в комнате управления, в которой, помимо диспетчера, может находиться и другой персонал. В ряде случаев полезно применение трубки по типу телефонной: руки оператора будут заняты, но это позволит максимально отсечь окружающий шум и отчетливо слышать собеседника практически в любой обстановке.
Необходимо предусмотреть использование индивидуальной гарнитуры. Звуковой уровень в пределах рабочего места должен быть не менее 80 дБ, а его неравномерность — не более 6 дБ.
Все клавиатуры, манипуляторы и кнопки управления должны располагаться на расстоянии протянутой руки. Для оперативной связи обязательно применение клавиш прямого набора с тактильным ответом в силу того, что в режиме ЧС или оперативного управления оператор системы работает вслепую. Для экстренных и циркулярных вызовов, а также для реализации функции «перебой»
(вторжения в конференцию) возможно применение ножной педали в качестве клавиши прямого набора или РТТ.
Применение сенсорных экранов в ряде случаев может привести к отвлечению оператора и увеличению времени реакции на ситуацию
Требования к оконечным устройствам
Оконечные устройства системы должны соответствовать пп. 1 и 2 технических требований к центральному оборудованию.
Прочие требования должны касаться условий использования устройств, их эргономических параметров и дизайна. Конкретизируя, можно выделить несколько типов возможных оконечных устройств:
l офисные устройства, в том числе стандартные SIP — телефонные аппараты;
l настенные устройства для врезного и навесного монтажа;
l промышленные устройства (класс защиты не менее IP65) с переключателями рычажного типа и возможностью подключения световой сигнализации о вызове;
l промышленные взрывозащищенные устройства с переключателями рычажного типа и возможностью подключения световой сигнализации о вызове;
l устройства для особо чистых помещений (должны выполняться требования специальных сертификатов для оборудования данного класса);
l антивандальные устройства для помещений (класс защиты не менее IP54);
l антивандальные всепогодные устройства для установки вне помещений (класс защиты не менее IP65);l стандартные телефонные аппараты, предназначенные для работы с SIP-АТС;
l устройства экстренного вызова — заметные металлические конструкции с интегрированным оборудованием видеонаблюдения в антивандальном исполнении;
l тревожные кнопки с обязательной тактильной отдачей и возможностью скрытого монтажа;
l трансляционные усилители с возможностью низкоомного подключения громкоговорителей, а также с возможностью подключения линий громкоговорителей напряжением 70-100 В;
l интерфейсные устройства со встроенными реле и входами для подключения сухих беспотенциальных контактов.
Интерфейсы системы
Современная мультисервисная система связи обязана иметь максимально возможную совместимость со сторонним оборудованием. Для этого должна обеспечиваться поддержка следующих протоколов, кодеков и типов интерфейсов:
l входы беспотенциальных контактов;
l релейные выходы, для обеспечения замыкания беспотенциальных контактов на устройствах сторонних производителей;
l аналоговый линейный вход/выход аудио 1 В, 600 Ом;
l IP — протоколы: SIP 2.0, TCP, UDP;
l протоколы АСУТП: Modbus и Profibus;
l кодеки аудио: ITU G.711, G722, G723.1, G726,1, G729 — 64 Кбит/с, A-law/U-law;
l кодеки видео: Н 264, MPEG-4, MJPEG.