Введение

Для минимизации затрат на сбор оперативной гидрометеорологической информации в зоне ответственности "Санкт-Петербургского ЦГМС-Р" осуществлена разработка автоматизированной системы сбора оперативной информации. В рамках данной технологии реализован оперативный сбор информации:

• Наземной и морской наблюдательной сети в кодах КН-01, КН-04, КН-13, и т.п.;
• Радиолокационной метеорологической информации в коде BUFR и RADOB;
• Уровневой информации с автоматических уровневых модулей;
• Метеорологической информации с автоматических метеостанций;
• Данные температурного зондирования от МТП-5.

Ключевым компонентом системы сбора оперативной информации является разработанная в "СПб ЦГМС-Р" технология, основанная на использовании сотовой сети GSM.

Состояние сетей сотовой связи

На территории Северо-Западного региона (Ленинградской, Псковской и Новгородской областях) наибольшее распространение получила сотовая сеть стандарта GSM - «Мегафон». При этом состояние проводной связи оставляет желать лучшего, а радио и спутниковая связь слишком дороги. В связи с этим для минимизации затрат на связь и обеспечения ее качественного уровня в качестве транспортной сети была выбрана сотовая сеть «Мегафон».

Принцип сбора

Прием и передача информации осуществляется по сотовой связи непрерывно и по очереди. Инициализация (инициатива) соединения исходит от центра сбора, а не от станции, что позволяет максимально оптимизировать использование канала связи и оплачивать исходящие вызовы только на центре сбора. В качестве канала используется голосовой трафик GSM, что объясняется его максимальным приоритетом в сотовой связи. Использование GPRS исключено из-за его низкого приоритета, тарификации по объему и нестабильной работы, а SMS еще и из-за негарантированной доставки информации. Таким образом, в центре сбора используется неограниченный в пределах сотовой сети исходящий трафик, а на станции только входящий. Это позволяет организовать сбор информации с 10-20 станций за 800 рублей в месяц.

Используемые компоненты

При разработке системы был принят курс на максимальное использование стандартного промышленного оборудования, не требующего дорогостоящего ремонта и технической поддержки.

В качестве основного каналообразующего оборудования используется GSM-модем Siemens MC-35i (стоит порядка 4 тыс.руб). Кроме того, для организации связи используется компьютер и специальное клиент-серверное программное обеспечение, работающее под управлением ОС «Windows» или «Linux». В случае автоматических модулей вместо компьютера используется промышленный контроллер ICP-7188 (6 тыс.руб) и специальная версия клиентского программного обеспечения (ПО) адаптированного для него.

Серверная часть ПО

Серверная часть ПО устанавливается в центре сбора и осуществляет последовательный опрос станций. При каждом сеансе связи выполняет проверку наличия новых сообщений на прием и передачу. В случае их наличия соответственно принимает или передает, а затем синхронизируя время, разрывает соединение. В случае, если сообщения имеют большой размер (например, при передаче режимной информации) разбивает их на части и осуществляет их приемо-передачу за несколько сеансов. Каждая передача контролируется механизмом, основанным на вычислении контрольной суммы, что обеспечивает гарантированную достоверность информации. Кроме того, сообщения автоматически сжимаются перед передачей для минимизации трафика. Всю собранную информацию сервер передает непосредственно на прямой канал коммуникационного комплекса «МТС», «Трансмет» или «Юнимас» без участи оператора.

Клиентская часть ПО

Клиентская часть ПО устанавливается на метеорологических станциях. Находясь в памяти компьютера, оно ожидает входящего вызова и в случае его валидности открывает связь, предоставляет доступ к локальной папке обмена. При этом опрашивающий сервер сам принимает решение приоритетности приема. Помимо передачи телеграмм и произвольных файлов с участием оператора программа может работать в режиме подслушивания. Этот режим позволяет отслеживать изменения в указанных локальных файлах системы и в случае обнаружения таковых немедленно передавать их. Возможны режимы передачи всего файла или только изменившейся его части. Также в клиентской части реализована транзитная передача принятых СМС, контроль состояния связи, удаленная настройка. Оперативные телеграммы формируются на основании шаблонов непосредственно в формате ГМС.

Автоматические модули

Автоматические модули реализованы на датчиках поплавковых УПЦ (ГГИ) или гидростатических «Прилив-2» (ААНИИ – Балакин). Данные датчики подключаются по стыку RS-232 к промышленному контроллеру ICP-7188 с адаптированным под него клиентским программным обеспечением и далее передаются по сотовой связи через сотовый модем и, при необходимости, на рабочее место наблюдателя не далее чем на 1 км по стыку RS-485.

Экономическая целесообразность

Использование подобной технологии сбора оперативной информации позволяет минимизировать цену единицы информации до минимума. При этом срок окупаемости оборудования (сотового модема) составляет 1-2 месяца, а наличие компьютера на станции изначально подразумевается. Ежемесячный платеж за связь фиксирован и определяется тарифами используемого оператора связи на один неограниченный разговорный трафик внутри сети. В точках сбора устанавливается комплекс с минимальной абонентской платой (в частном случае без абонентской платы), на котором не тарифицируются входящие звонки.

На сегодняшний день по данной технологи сбора работают Санкт-Петербургский, Псковский и Новгородский центры.

Перспективы

После успешного внедрения технологии на территории Северо-Западного региона планируется дальнейшее ее расширение за счет подключения автоматических станций, поставляемых в рамках проекта "Модернизация Росгидромета".

Для расширения функциональных возможностей технологии сбора по сотовой связи уже разработана двунаправленная передача информации.

Подобный подход позволяет реализовать поверх используемого транспортного уровня офлайновые сервисы. Так, например, можно реализовать приемо-передачу электронной почты. Именно в этом направлении сейчас и ведутся разработки.