Диспетчерські системи в енергетиці і на залізниці

IP-телефонія вже давно застосовується в корпоративних телефонних системах і ТфОП. Але технологічні диспетчерські системи телефонного зв'язку в таких відомствах як управління залізничними перевезеннями та мережами передачі електроенергії до цих пір використовують класичну TDM телефонію, або аналогову апаратуру. Особливістю цих диспетчерських систем є те, що робота керуючого диспетчера та підконтрольного чергового керованого об'єкта (електропідстанції або ЖД-станції) строго регламентована галузевими стандартами і правилами. Часто ці правила походять від технічних обмежень первинних аналогових диспетчерських систем.
 
 
Відомчі аналогові диспетчерські системи
 Диспетчерські системи в енергетиці та залізниці вимагають виконання додаткових спеціальних функцій, які не в змозі реалізувати стандартні телекомунікаційні протоколи (такі як, наприклад, аналогові частотні сигналізації типу R1.5, R2, DTMF, які посилають керуючі частоти / тони в канал тональної частоти в діапазоні передачі голос), тому були розроблені відомчі системи телефонного зв'язку АДАСЕ для енергетики та ОТС для залізничного транспорту.
 
 
 
Апаратура Дальньої Автоматичної Зв'язки Енергосистем — АДАСЕ 1200/1600
 У мережі АДАСЕ розрізняють 2 типи абонентів: віддалений абонент (це може бути телефонний апарат, або УПАТС), і диспетчер. Устаткування АДАСЕ використовувало аналогові канали тональної частоти (ТЧ), які передавалися за допомогою високочастотної апаратури зв'язку по проводах повітряних ліній електропередач (ВЧ по ПЛ) від керуючого диспетчерського центру до керованої підстанції, де знаходиться черговий.
Така система телефонного зв'язку передбачає встановлення з'єднань абонент — абонент, диспетчер — абонент. Через обмеженість ресурсу транкового з'єднання між підстанцією і диспетчерським центром (один або декілька аналогових ТЧ каналів) та необхідності забезпечення пріоритету заняття каналу диспетчером була розроблена внутріканальная частотна сигналізація АДАСЕ.
 
Типова схема побудови АДАСЕ:
 
 
Крім стандартних функцій заняття, звільнення каналу, набору номера, посилки сигналів «зайнято» / «вільно», сигналізація АДАСЕ забезпечує пріоритет диспетчера при занятті каналу ТЧ. Тобто, диспетчер має право розірвати розмова більш низького пріоритету (наприклад, абонент — абонент), який зайняв канал ТЧ, з подальшим автоматичним заняттям (диспетчер — абонент), або втрутитися в розмову (таким чином, створюючи тристоронню конференцію), з наступним ручним розривом (допосилом відповідних керуючих частот в канал).
 
 
Оперативно-Технологічний зв'язок — ОТС.
 В оперативно-технологічного зв'язку на залізниці розрізняють 2 типи станцій: распорядительную, яка встановлюється в диспетчерському центрі, і до якої підключаються диспетчерські телефони, і виконавчу, до якої підключаються телефонні апарати, наприклад, чергового по станції.
 Така система дозволяє створити так званий «груповий канал» або розподілену конференцію, до якої підключаються диспетчер і чергові. Пульт чергового обладнується педаллю. У нормальному положенні диспетчер може слухати конференцію, але при натисканні на педаль у всіх чергових відключаться мікрофони, і тоді тільки диспетчер каже в конференцію. Апарати чергових обладнуються тангенту (типу push-to-talk). Чергові кажуть у конференцію тільки при натиснутій тангенту.
 
 
Сигналізація ОТС (дві або кілька поспіль звучать в канал частоти з 7 можливих в тональному діапазоні) дозволяє диспетчеру здійснювати групові виклики (тільки групу абонентів виконавчих станцій), циркулярні (всіх абонентів виконавчих станцій) або індивідуальні. За допомогою керуючий частот зворотного і прямого управління організується логіка роботи педалей диспетчера і тангент чергових. Крім того аналогова сигналізація дозволяє відобразити на пульті диспетчера абонентів, підключених до конференції, і тих, до кого йде дозвон.
 До складу ОТС входять різні види зв'язку: перегінна, дорожньо-розподільна й т.п. Вони використовують різні аналогові з'єднувальні лінії (2 або 4 дротові), але логіка роботи залишається колишньою.
 
 
Перехід на цифрові системи (90-ті роки)
 Виробники цифрових УПАТС реалізували підтримку цих аналогових сигналізацій. Крім того, в якості апаратів диспетчера стали підтримуватися цифрові апарати з інтерфейсом ISDN BRI (що, наприклад, дозволило збільшити довжину сполучної лінії до 1000м).
 У разі АДАСЕ в якості транкових з'єднань між станціями використовується стандартний Е1 з сигналізацією ISDN, тому забезпечення пріоритету заняття диспетчера тут не так важливо — він завжди (при неповному завантаженні транков) може зайняти додатковий таймслот. Сама ж сигналізація АДАСЕ підтримується на ділянках останньої милі, де відсутня можливість організації Е1, а так само на абонентських інтерфейсах АТС для підтримки аналогових пультів диспетчера.
Типова схема застосування цифрової УПАТС з АДАСЕ
 
 
У разі ОТС аналогова сигналізація забезпечувала складні функції (спостереження за станом підключення абонентів до конференції, пріоритет голосу диспетчера в конференції), що спричинило за собою доопрацювання сигналізації ISDN Q.931 для їх реалізації. Така ISDN-подібна сигналізація описана в галузевому стандарті цифрового ОТС 35 145-2000. Цифрові АТС зберегли підтримку аналогової сигналізації на абонентських інтерфейсах для забезпечення можливості підключення аналогових пультів. У такому випадку УПАТС працює як конвертер сигналізацій між аналогової внутріканальной і цифровий.
Типова схема застосування цифрової УПАТС для ОТС
 
 
 
Перехід на VoIP
Як і електроенергетиці, так і у диспетчерському управлінні залізничним транспортом основними причинами заміни цифрових АТС, встановлених 20 років тому, є:
1) застарівання УПАТС, відсутність технічної підтримки і ЗІП
2) Обмежений функціонал ISDN апаратів диспетчерів: недостатня кількість кнопок швидкого набору, відсутність головного і DECT гарнітури
3) Необхідність інтеграції відеозв'язку і відеоспостереження
4) Обмежена наблюдаемость і керованість обладнанням
5) Обмежена масштабованість при зростанні кількість підконтрольних об'єктів.
 
 
VoIP в галузевих диспетчерських системах
З точки зору сучасних систем IP-телефонії лінії АДАСЕ або групові канали являють собою конференції з розширеним набором функцій: втручання і примусове відключення абонентів, presence, запрошення абонентів в конференцію шляхом виклику.
 Проблеми, що виникають при застосуванні IP-телефонії для диспетчерських систем:
 
1) Presence (спостереження за станом підключення абонентів до конференції)
У разі АДАСЕ на кінцевому пристрої диспетчера необхідно відображати стан кінцевого пристрою чергового підконтрольного об'єкта (будь це телефон, підключений по аналогової лінії або VoIP endpoint) — чи йде виклик (ringback за допомогою колірної сигналізації), чи розмовляє абонент в даний момент або абонент вільний для прийняття виклику. Також у разі роботи з аналоговими лініями диспетчеру необхідно бачити заняття лінії та ідентифікатор сусіднього диспетчера (або низкоприоритетного абонента), який її зайняв.
У разі ОТС на кінцевому пристрої диспетчера необхідно відображати графічно абонентів, вже підключених до конференції. Крім того, диспетчер може бути учасником кількох конференцій і бачити, який з підлеглих абонентів підключений до кожної з конференцій.
 
2) Втручання
Процедура втручання (Barge-in) застосовується тільки в АДАСЕ. В незалежності від типу кінцевого пристрою підлеглого абонента диспетчер повинен визначити, розмовою з ким зайнятий конкретний черговий, і при необхідності розірвати існуюче з'єднання (низькопріоритетний абонент — черговий) і автоматично підключитися цього черговому (створити з'єднання диспетчер — черговий).
 
3) Розподілена конференція в ОТС
У поточних системах ОТС обрив зв'язку між диспетчерським центром і станцією А не приводить до неможливості здійснення дзвінка між станціями А і Б. Застосування ж єдиного конференц-сервера VoIP в диспетчерському центрі робить такі сполуки неможливими (при обриві зв'язку). Тому в VoIP системах ОТС рекомендується застосовувати розподілену конференцію з установкою конференц-серверів на більшості станцій. Однак така архітектура підвищує складність управління конференціями, а також сильно збільшує затримку передачі голосу.
 
 
4) Стик з аналоговими лініями
 Велика кількість вже встановлених аналогових ліній і абонентів АДАСЕ і ОТС не дозволяє перейти на VoIP повністю. Тому конференц-сервера повинні підтримувати внутрішньоканальні аналогові частотні сигналізації. Сучасні CPU дозволяють обробляти таку сигналізацію на програмному рівні без використання дорогих DSP. Тому стик з аналоговими лініями можна організувати таким чином: лінія підключається до мультиплексора Е1 до відповідних інтерфейсів, узгодженим за фізичними параметрами з лінією. Аналоговий сигнал з лінії оцифровується і на виході мультиплексора представляє один з 64kbps таймслотов потоку Е1 (сигналізація Е1 в даному випадку не важлива, так як в аналоговій лінії сигналізація передається в смузі ТЧ). Конференц-сервер (стандартний сервер з PCI платою Е1) на програмному рівні обробляє конкретний таймслот і аналізує сигналізацію.
 
 
5) Пріоритет голосу диспетчера в конференції
В аналогових системах диспетчерського зв'язку (зокрема ОТС) розмова диспетчера з підлеглим абонентом відбувався в симплексному режимі, причому диспетчер міг голосом перебивати абонента: коли говорить диспетчер, апаратура глушить мова абонента. У сучасних системах всі розмови відбуваються в дуплексному режимі, але іноді внутрішні регламенти роботи диспетчерів вимагають забезпечити пріоритет голосу диспетчера.
 
 
6) Застосування PTT тангент і педалей
 У системах ОТС в якості кінцевих абонентських пристроїв застосовуються телефонні апарати (цифрові ISDN або аналогові) з push-to-talk кнопкою (тангенту) на трубці. У деяких випадках також застосовується push-to-talk ножна педаль. Сучасні VoIP телефони рідко комплектуються такими тангенту і педалями. Приклад такого апарату телефон: Cisco 79хх з трубкою Plantronics WS-2620.
 
7) Кінцеві пристрої диспетчерів.
 Сучасні концепції розвитку диспетчерських систем припускають використовувати моноблоки з сенсорними екранами, на яких запускається soft phone з необхідним набором функцій, як апаратів диспетчерів. Основні вимоги до таких апаратів: надійність (наприклад, відсутність вентиляторів), мале енергоспоживання (можливо навіть харчування по PoE), набір периферійних пристроїв (DECT / Bluetooth-гарнітури, PTT, виносні мікрофони).
 
На даний момент VoIP отримує схвалення на застосування і в енергетиці і на залізниці. Головне завдання при впровадженні таких систем — зробити їх максимально схожими за логікою роботи з боку користувачів на вже застосовувані, а також забезпечити стик з вже встановленими.
Про себе: працюю провідним інженером в компанії, заминає розробкою таких систем для енергетичних і ЖД компаній на території Східної Європи і Росії.

Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.