Tibbo у створенні ГІС ЖКГ

Житлово-комунальне господарство одна з найбільш соціально значущих сфер для застосування технологій автоматизації. В області назріло цілий ряд проблем, які призвели до підписання федерального закону про створення державної інформаційної системи житлово-комунального господарства. У даній статті мова піде про можливості застосування технологій Tibbo в подібних проектах.


Нижче відображені лише деякі проблеми сфери ЖКГ:
  • Невідповідність нарахувань у квитанціях до реально наданим послугам або спожитим ресурсів;
  • Несумлінне ставлення гравців ринку призводить до оптимальної постачання послуг (наприклад, ефект «перетопа»).
  • Витрати на ручний збір показань приладів обліку обслуговуючими компаніями.
  • Відсутність єдиної інформаційної бази і непрозора схема роботи учасників бізнес-процесів не дозволяють грамотно планувати розподіл бюджету, втрачається зворотний зв'язок з споживачем.
  • А без засобів моніторингу технічного стану об'єктів, час реагування на аварійні ситуації може затягуватися до неприйнятних значень.
Це і багато іншого підштовхує до створення систем диспетчеризації та управління в галузі ЖКГ.

У деяких регіонах РФ вже функціонують автоматизовані системи. Однак, відсутність законодавчої бази не зобов'язує гравців використовувати запропоновані засоби. Більше того, різниця у методології збору та обробки інформації цих систем, ускладнює масштабування рішення до міжрегіонального рівня. А це не дозволяє відповідальним федеральним органам розглянути проблематику сегменту ЖКГ комплексно.

В результаті назрілі проблеми привели до підписання федерального закону від 21.07.2014 № 209-ФЗ «ПРО державну інформаційній системі житлово-комунального господарства» (ГІС ЖКГ). З точки зору споживачів прийняття цього закону вносить зручність та прозорості в процеси надання комунальних послуг. Через особистий кабінет користувач зможе не тільки перевірити витрати ресурсів і оплатити їх зручним для себе способом, але і залишити скаргу в режимі онлайн (наприклад, якщо в квитанції є позиція по прибиранню, але в реальності її не було). Для актуалізації даних та припинення порушень у системі передбачений механізм звірення показань: споживачі передають показання приладів обліку (наприклад, витрата води), контролюючий орган порівнює суму показів індивідуальних приладів зі значеннями витрати загально-будинкових лічильників. Відмінність цих показників є підставою для запуску процесу з виявлення порушень. Згідно із законом, з 1 січня 2017 споживач не зобов'язаний сплачувати квитанції виставлені поза ДВС ЖКГ або квитанції, показання яких відрізняються від електронної копії. Доступ до системи буде надаватися в рамках єдиного порталу державних послуг.

Автоматизація ЖКГ

У розрізі системи ГІС ЖКГ ми можемо детальніше розглянути підсистему збору показань приладів обліку. Ця підсистема представляє з себе класичну задачу по диспетчеризації ЖКГ, яку можна розбити на кілька рівнів:
1. Нижній рівень. Контрольно-вимірювальна апаратура, пристрої автоматизованого управління. На даному рівні відбувається вибір лічильників, обчислювачів, ПЛК, визначається за яким протоколами пристрої будуть передавати інформацію.
2. Комунікації. Вибір технологій і засобів організації основних та дублюючих каналів зв'язку. Тут же визначаються пристрою узгодження (шлюзи) протоколів і інтерфейсів.
3. Диспетчеризація. Вибір прикладного ПЗ, який здійснює збір і обробку даних.
4. Інтеграція. Забезпечення зв'язку з іншими підсистемами і системами верхнього рівня.

У загальному випадку, інтегратор може вибрати будь-яке рішення для створення такої системи. Однак, в рамках ГІС ЖКГ з'являються додаткові вимоги, які і визначають підхід до диспетчеризації. Наприклад, пункт 14 технологічних вимог ДВС ЖКГ визначає, що в системі повинні бути закладені механізми можливого розширення функціональних можливостей. Пункт 6 цього ж документа говорить:
«6. Система повинна функціонувати в безперервному режимі. Оператор забезпечує:
а) безперебійну цілодобову роботу системи 7 днів в тиждень, 365/366 днів у році;
б) швидке (не більше однієї години) відновлення працездатності системи і її частин у разі відмови їх роботи;
в) постійне проведення моніторингу подій і поточного стану системи і її частин, що дозволяє безперервно відстежувати доступність програмно-апаратного комплексу системи і поточний стан використання обладнання, а також негайно формувати повідомлення оператору системи про відмову роботи системи та її частин;
г) контроль і аналіз поточної продуктивності та інших параметрів роботи системи та її частин, своєчасне виявлення загроз, що обмежують її продуктивність і стійкість...»

При цьому багато об'єктів вже мають налагоджену автоматику. А інтеграторам ставлять завдання забезпечити взаємодію з ДВС ЖКГ, при цьому існуюча схема не повинна порушувати свою роботу.

Враховуючи вищесказане, з'являються очевидні проблеми у створенні універсальної диспетчерської системи для її впровадження в рамках ГІС ЖКГ:
  • Збір інформації за різними протоколами (залежить від встановленого вимірювального обладнання на об'єкті).
  • Вибір основного каналу зв'язку (Ethernet, Wi-Fi, GPRS, радіоканал і т. д.).
  • Узгодження інтерфейсів обладнання з основними каналами зв'язку.
  • Створення резервних (дублюючих) каналів зв'язку.
  • Організація нового інформаційного потоку, не порушуючи попередньої схеми роботи.
  • Логгирование службової інформації для подальшого вирішення проблемних ситуацій.
  • Онлайн моніторинг стану пристроїв автоматики.
  • Можливість швидкого виявлення і вирішення проблемних ситуацій.
  • Швидке нарощування функціонала в майбутньому.
  • Гнучка програмна платформа, що забезпечує збір інформації щодо будь-якого можливого протоколу, налаштовувана логіка і т. д.
За допомогою технологій Tibbo можна вирішити більшість проблем, що виникають. Розглянемо коротко можливості наших рішень.


Передача показань приладів через Ethernet (Internet)
Класична ситуація на об'єкті — це віддалений збір показань приладів обліку. При цьому прилади зазвичай використовують послідовні інтерфейси RS232, RS485. Для вирішення такого завдання ми пропонуємо використання простого перетворювача інтерфейсів DS1100. Конвертер може працювати як в режимі сервера, так і в режимі клієнта. Контрольована швидкість передачі даних, установка бітових таймінгів, вибір протоколів TCP/UDP та інші гнучкі параметри дозволяють прозоро передавати потоки інформації незалежно від використовуваних протоколів. В даному випадку розшифровка протоколу здійснюється на сервері. DS1100 здатний передавати дані як по локальній мережі, так і через інтернет.

Дублювання каналу зв'язку
Часто на об'єкті вже встановлена система моніторингу. Наприклад, до теплолічильника підключений GPRS модем для віддаленого передачі даних. Інтегратору потрібно організувати новий канал зв'язку для інтеграції системи з ДВС ЖКГ. У цьому випадку рекомендується використання багатопортового перетворювача DS1101. Перетворювач, отримавши дані з приладу обліку, дублює передачу і на другий послідовний порт (GPRS модем), та на лінію Ethernet. При необхідності можна задати інший сценарій роботи: постійно передавати дані по одному з каналів, але при появі запиту на пріоритетному (наприклад, GPRS) орієнтувати потік інформації на нього.
У випадку первинної автоматизації об'єкта з допомогою перетворювачів DS1101 або DS1102 формується канал передачі даних по Ethernet з можливістю створення резервної лінії зв'язку (GPRS, радіоканал, Wi-Fi тощо). На практиці на основі пристроїв Tibbo можна створити практично будь-який сценарій з організації комунікаційних вузлів.


Розширення функціоналу
Всі попередні випадки можна також реалізувати на апаратній платформі Tibbo Project System. Модульність системи TPS дозволяє закласти в систему можливість апаратного розширення функціоналу. Наприклад, якщо в майбутньому знадобиться проводити моніторинг сухих контактів, це реалізується шляхом встановлення на плату відповідних тиббитов (модулів вводу/виводу) та невеликої зміни прошивки. Пристрій навіть не доведеться знімати з об'єкта: всі маніпуляції здійснюються в місці установки, а процедура перепрошивки реалізується віддалено. Тут можна подивитися детальніше, що із себе представляє система TPS.

Шлюз протоколів
У кожному з перерахованих вище випадків ми припускаємо, що весь інформаційний потік існує «поза протоколів», тобто реалізована пряма побітова передача даних. Такий метод не завжди застосуємо. Наприклад, для зменшення трафіку через GSM модуль, можна «розібрати» ModBus протокол від теплолічильника (або іншого приладу) і передавати на сервер тільки корисну інформацію. Таке завдання можна виконати на будь-якому модулі Tibbo. Вільний програмування дозволяє реалізувати локальний сервер збору даних: опитування приладів обліку по нативному протоколу, кешування даних при відсутності зв'язку, передача показань на сервер. Окремим випадком такого рішення є апаратний шлюз протоколів, такого як ModBusRTU/ModBusTCP. Таким чином, пристрої Tibbo дозволяють не тільки реалізувати канали зв'язку, але і усувають проблему сумісності різних приладів обліку та зовнішньої системи.

Крім того, програмування модулів Tibbo дозволяє створювати локальну логіку системи, надаючи їй більше інтелектуальності: моніторинг обриву ліній зв'язку, валідність отриманих значень, кешування даних, ескалація тривог і подій за заданими сценаріями, вироблення керуючих впливів і багато іншого. Пристрої зв'язку перетворюються в повноцінні ПЛК.


Логгирование
При виникненні проблем запит від користувачів може надходити зі значною затримкою (до декількох діб). В результаті не завжди вдається розібратися в причинах виникнення нестандартних ситуацій, т. к. відсутні журнальні дані: які параметри системи були встановлені в момент виникнення проблеми, які команди йшли від приладів обліку, який надіслав запит сервер і т. д. Ведення повного лода подій дозволить розібратися в проблемі навіть через суттєве час.

При використанні технологій Tibbo пропонується використовувати реєстрування даних за допомогою зовнішньої системи моніторингу AggreGate. Пристрої Tibbo передають на сервер власний стан та всі параметри підключених приладів. AggreGate записує ці дані на сервері, надаючи зручний доступ до них через десктоп клієнт або веб-інтерфейс. Час зберігання історії, копіювання, тип бази даних, період опитування та інші параметри гнучко настроюються. У випадку обриву зв'язку модулі здатні локально кешувати статусну інформацію і передавати її на сервер в момент відновлення лінії зв'язку.

Диспетчеризація на AggreGate
При диспетчеризації на сервері встановлюється спеціалізоване ПЗ, яке збирає інформацію з локальних пристроїв, обробляє її і видає узагальнені дані оператору або іншим системам. У ряді випадків для цих цілей використовуються SCADA системи, які часто мають надлишкову, незатребуваний функціонал, а корисні для сегменту ЖКГ функції можуть бути відсутніми. Рішення від Tibbo засноване на SCADA системі, але модифіковано спеціально для використання в секторі ЖКГ — це AggreGate Meter Reading.

AggreGate Meter Reading має всі необхідні засоби для організації зручної роботи диспетчера, а також для інтеграції з іншими підсистемами. Наприклад, не всі класичні SCADA вміють працювати з трендами або мають засоби створення звітів. У AggreGate це реалізовано на низькому рівні платформи. Зв'язка AggreGate + пристрою Tibbo дають гнучкий програмно-апаратний комплекс з автоматизації ЖКГ: діагностика устаткування, раннє виявлення проблем, ескалація тривог і подій, оповіщення відповідального персоналу, журналювання системних даних, гнучка робота з вимірюваними величинами (історія, аггрегирование, статистика, тренди, складні обчислення, графіки, звіти і т. д.). Відкриті API функції, технічна підтримка від розробників і грамотна документація дозволяють інтегрувати AggreGate в горизонтальному і вертикальному напрямках.

Деякі переваги AggreGate:
  • Підтримка стандартних протоколів (M-Bus, Modbus, OPC, SNMP і ін).
  • Прилади обліку та управління з іншими протоколами легко інтегрується використовуючи програмовані апаратні рішення Tibbo.
  • Показання приладів можуть імпортуватися з інших систем через SOAP. Іншим способом «зв'язку» систем є підключення до зовнішньої бази даних SQL.
  • Гнучкі настроюються правила збору свідчень даних та історії зберігання.
  • Вбудовані засоби оповіщення, звітності, графіків.
  • Прогнозування на основі кореляцій, трендів та тенденцій дозволяє заздалегідь попередити операторів якщо зростання споживання збирається перетнути поріг Угоди про рівень обслуговування (SLA).
  • Детальний аналіз пікових значень.
  • Експорт показань в різні формати.
  • API з відкритим вихідним кодом для інтеграції з билинговыми і аналітичними системами і надання інформації клієнтам та постачальникам послуг.
  • Можливість роботи на основі OEM угоди.


Використовуючи технології Tibbo ми отримуємо повний і гармонійний апаратно-програмний комплекс, представлений одним цілим. Такий підхід дозволяє миттєво фіксувати позаштатні ситуації і оперативно реагувати на порушення працездатності вузлів системи. Завдяки цьому досягається виконання умов вимоги до ГІС ЖКГ: «швидке (не більше однієї години) відновлення працездатності системи і її частин у разі відмови їх роботи». Журналювання статусної інформації дозволяє аналізувати позаштатні ситуації, вносити корективи в роботу системи.

Сукупність апаратної гнучкості системи TPS і можливість віддаленої перепрошивки пристроїв (з допомогою AggreGate) забезпечує вимоги до ГІС ЖКГ про майбутнє розширення функціональних можливостей. Тиббит з функцією GSM модему дозволяє створювати основної або резервний канал комунікації на основі ліній зв'язку стільникових операторів без використання зовнішніх модемів. Таким чином, більшість виникаючих задач автоматизації ЖКГ вирішується на базі технологій одного вендора, що істотно спрощує комерційні процеси і експлуатацію системи.

Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.