АРМАДА– автоматизированная система радиоконтроля


Структура автоматизированной системы радиоконтроля АРМАДА определяется конкретными условиями применения и может изменяться в зависимости от потребностей Заказчика. Рассмотренные ниже примеры не являются единственно возможными вариантами построения системы.

АСР АРМАДА

система радиоконтроля национального уровня


Автоматизированная система радиоконтроля АРМАДА состоит из следующих узлов: центра управления, пунктов управления и технических средств (ТС) радиоконтроля. Для обеспечения управления использования радиочастотным спектром в рамках государства система может иметь до четырех уровней иерархии.


Пример размещения узлов АСР АРМАДА национального уровня

Нижний уровень представлен техническими средствами радиоконтроля, которые управляются вышестоящими узлами в соответствии с их приоритетами. Состав ТС радиоконтроля, входящих в систему, во многом определяется площадью, рельефом местности, типом используемых РЭС в конкретном районе. АСР АРМАДА национального уровня может включать следующие ТС радиоконтроля:

  • стационарные станции и комплексы радиоконтроля;
  • мобильные станции радиоконтроля;
  • портативные (транспортируемые) ТС;
  • носимые ТС.



Иерархия АСР АРМАДА на национальном уровне

Для обеспечения максимального охвата системой контролируемых РЭС технические средства радиоконтроля размещают в крупных городах, характеризующихся наибольшей загруженностью частотного диапазона. Вне сложных городских условий, где существенно меньше переотражений радиоволн, а также меньшее число контролируемых РЭС, количество стационарных ТС радиоконтроля уменьшается. Желательно, чтобы любая точка контролируемой территории находилась в зоне действия по крайней мере двух стационарных ТС, обеспечивающих определение координат ИРИ угломерным методом, например, АРЧА-ИН ) и АРТИКУЛ-СН. Размер зоны электромагнитной доступности сети стационарных средств определяется многими факторами, в том числе высотой подъема приемной антенны ТС радиоконтроля, его чувствительностью, мощностью ИРИ. Например, для радиопеленгаторов АРТИКУЛ-С с чувствительностью 5 мкВ/м в диапазонах частот 25-100 МГц и 800-2000 МГц, высотой подъема антенных систем 50 м радиус зоны обнаружения источников мощностью 4 Вт составляет примерно 11-13 км, а площадь зоны возможной локализации ИРИ составляет около 250 кв. км. Этого уже может быть вполне достаточно для покрытия небольшого населенного пункта, для крупных же городов требуется увеличение числа стационарных ТС радиоконтроля. Например, добавление ещё одного радиопеленгатора приводит к увеличению площади локализации источников в 1,5 раза.

Локализация ИРИ возможна не только угломерным методом, но и разностно-дальномерным, а также комбинированным (гибридным) методами путём использования сети радиочастотных сенсоров на базе измерительных малогабаритных измерительных приемников АРГАМАК-РС. Для локализации ИРИ разностно-дальномерным методом необходимо разворачивание как минимум трех сенсоров.


Зоны электромагнитной доступности для двух и трех радиопеленгаторов

Для организации пеленгаторной сети в дополнение к стационарным ТС используют мобильные станции (АРГУМЕНТ-И или мобильные комплексы на основе АРТИКУЛ-Н1) и/или портативные ТС (АРЧА-ИТ, АРТИКУЛ-МТ, АРТИКУЛ-П), которые могут быть быстро перемещены в заданный район и составить пару с любым из стационарных пеленгаторов для расширения зоны локализации, и даже локализовать ИРИ вне зоны действия стационарных средств. Таким образом, мобильные и портативные средства предназначены для решения задач радиоконтроля в местах, где малая мощность передатчиков, высокая направленность передающих антенн, удаленность источника радиоизлучения усложняют или делают невозможным проведение измерений стационарными средствами. Кроме того, мобильные и портативные средства могут работать автономно, так как обеспечивают локализацию источников радиоизлучения непосредственно в движении или на стоянках. В качестве устройств «последней мили» используют носимые ТС, например, АРК-РП3М, позволяющие локализовать ИРИ в местах, недоступных для автомобиля.

В таблице приведены возможные варианты состава ТС радиоконтроля для нескольких типов населенных пунктов.

Таблица 1. Варианты состава ТС радиоконтроля.

№ п/п
Населенный пункт
Население, тыс. чел.
Площадь, кв. км
ТС радиоконтроля
Кол-во
1
СТОЛИЦА
>1000
>500
АРЧА-ИН
3
АРТИКУЛ-С
2
АРГУМЕНТ-И
3
АРТИКУЛ-МТ
1
АРК-РП3М
3
2
Город
>1000
>500
АРГАМАК-РСС
5
АРГУМЕНТ-И
2
АРТИКУЛ-МТ
1
АРК-РП3М
2
3
Город
<1000
250 - 500
АРЧА-ИН
2
АРТИКУЛ-С
1
АРГУМЕНТ-И
2
АРК-РП3М
1
4
Город
<1000
250 - 500
АРЧА-ИНМ
1
АРТИКУЛ-С
1
АРГУМЕНТ-И
1
АРТИКУЛ-Н1
1
АРК-РП3М
1
5
Поселок
<500
<250
АРЧА-ИНМ
1
АРТИКУЛ-Н1
1
АРЧА-ИТ
1


Управление системой осуществляется из центра управления, который размещается в столице. Пункты управления размещаются в регионах и фактически выполняют те же функции, что и центр управления, но на более низком уровне иерархии.

Состав центра или пункта управления:

  • сетевое и серверное оборудование;
  • средства связи и передачи данных;
  • система резервного электропитания;
  • набор АРМ операторов.

Дополнительно:

  • система визуализации и коллективной работы с информацией.

Серверное оборудование включает в себя основной и резервный серверы, на которых размещается база данных, а также установлено программное обеспечение, позволяющее осуществлять управление системой с автоматизированных рабочих мест (АРМ). Для хранения резервных копий содержимого базы данных используется дополнительный сервер с большим объемом дискового пространства. Резервное копирование производится автоматически с задаваемой администратором системы периодичностью.

АРМ операторов предоставляют интерфейс пользователя для работы с системой. С их помощью операторы в соответствии со своей специализацией и правами доступа осуществляют постановку задач радиоконтроля на узлы и считывание результатов их выполнения, а также получают доступ к информации, хранящейся в БД.


Структурная схема центра или пункта управления

Сетевое оборудование предназначено для организации сети передачи данных внутри центра или пункта управления, а также обеспечения его сопряжения с узлами АСР АРМАДА. Дополнительные средства связи и передачи данных предназначены для создания резервных каналов управления узлами системы на альтернативной основе вне общедоступных сетей передачи данных.

Система резервного электропитания предназначена для обеспечения работоспособности центра или пункта управления при отключении внешней электрической сети. Она включает источники бесперебойного питания (ИБП) и генераторную установку. ИБП обеспечивают бесперебойную работу основных систем центра или пункта управления на период между пропаданием внешней электрической сети и запуском генераторной установки.

Система визуализации и коллективной работы с информацией предназначена для проведения совещаний, видеоконференций, а также вывода на видеостену наиболее важной оперативной информации, необходимой для принятия управленческих решений.

Пункты управления могут быть организованы на мобильной базе. Мобильный пункт управления предназначен для управления системой радиоконтроля в случаях выхода из строя стационарного пункта управления, а также может использоваться в качестве пункта управления при необходимости увеличения производительности системы в условиях сложной электромагнитной обстановки или при выполнении специальных мероприятий радиоконтроля.



Вариант исполнения мобильного центра управления

АСУ РЧС «Универсиада 2013»


C 6 по 17 июля 2013 года в городе Казани прошла XXVII Всемирная летняя универсиада, на которой был разыгран 351 комплект медалей по 27 видам спорта среди более, чем двенадцати тысяч представителей из 162 стран, что явилось рекордом всех студенческих игр. Для проведения универсиады было задействовано 64 спортивных объекта, из которых 33 использовались непосредственно для проведения соревнований. На Универсиаду приехало более 120 тысяч гостей, прямой эфир обеспечивали три российских и тринадцать международных телекомпаний. Ежедневно работало более тридцати телекомментаторов, двухсот телекамер, пятнадцать передвижных телевизионных станций.

Такое масштабное спортивное событие неизбежно сопровождалось резким увеличением концентрации радиопередатчиков на ограниченной территории.

Успешное проведение подобного мероприятия было бы невозможно без эффективного планирования и выделения радиочастот, проверки и лицензирования радиоэлектронных средств, надежного контроля их использования в реальном времени. Для оперативного обслуживания заявок на применение радиоэлектронного оборудования, поступающих в последний момент, требуется особенно быстрое и гибкое управление использованием частот непосредственно на месте проведения мероприятия. Для решения этих задач в ходе подготовки и проведения XXVII Всемирной летней универсиады была применена автоматизированная система управления радиочастотным спектром (АСУ РЧС) «Универсиада 2013», которая является модификацией АСР АРМАДА с дополнительными функциональными возможностями для управления использованием спектра на крупных массовых мероприятиях.

В состав технических средств радиоконтроля входили следующие средства:

  • необслуживаемые стационарные радиоконтрольные пункты (РКП-Н);
  • объектовые радиоконтрольные пункты (ОРКП);
  • мобильные станции (комплексы) радиоконтроля (МКРК);
  • портативное оборудование радиоконтроля, которым были оснащены группы радиоконтроля и поиска помех (ГРК);
  • маркировочные измерительные лаборатории (МИЛ).



Состав средств АСУ РЧС «Универсиада 2013»

Система обеспечивает различные варианты управления оборудованием. Постановка задач может производиться из центра управления, с автоматизированного рабочего места обслуживаемых станций или комплексов радиоконтроля, управление может также производиться с произвольной ПЭВМ, имеющей возможность подключения к системе, например, АРМ взаимодействующего ведомства. Для обеспечения безопасности данных, циркулирующих в системе, в том числе внутри локальных сетей, используется шифрование.

Важнейшим элементом программного обеспечения системы является база данных, входящая в состав ПО всех узлов. БД предназначена для учета данных о заявителях, радиочастотах и РЭС, а также объектах инфраструктуры, технических средств радиоконтроля, данных радиоконтроля. БД обеспечивает возможность визуализации данных, формирования отчетов, передачи данных в другие информационные системы и т.д.

Инженерно-техническая инфраструктура включает линии и узлы передачи данных, систему служебной радиосвязи, оборудование передачи данных, серверное оборудования, инженерные сооружения и т.п.

Мероприятия по управлению спектром при подготовке и проведению Универсиады в г. Казани разделялись на три уровня контроля: городской, зональный и объектовый.

Городской уровень, использующий сеть их пяти дистанционно управляемых стационарных РКП, обеспечивал пеленгование, локализацию, измерение параметров радиосигналов.

Зональный уровень, состоящий из двенадцати мобильных станций радиоконтроля, обеспечивал пеленгование, локализацию и измерение параметров радиосигналов, включая маломощные источники. Расположение спортивных объектов Универсиады (оранжевые флажки) и границы трёх зон радиоконтроля (четвертая зона включала в себя стрельбище, расположенное за пределами города) показаны на рисунке ниже. В каждой зоне одновременно находилось до двух экипажей мобильных комплексов, а также группы радиоконтроля и поиска помех, оснащённые носимым оборудованием.

Для обеспечения объектового (локального) уровня радиоконтроля были задействованы одиннадцать ОРКП и шесть групп радиоконтроля, оснащенных носимыми средствами радиоконтроля, что делало возможным поиск и локализацию источников помех в самых труднодоступных местах. Основная работа по контролю частотных диапазонов на объектовом уровне велась в автоматическом режиме с использованием механизма событий радиоконтроля. ОРКП осуществляли круглосуточный контроль наиболее важных диапазонов частот, при выходе в эфир источников радиоизлучения, не зафиксированных в учётной базе данных АСУ РЧС, на АРМ оператора появлялось оповещение о наличии события радиоконтроля на том или ином объекте, после чего по решению оперативного дежурного ситуационного центра осуществлялся поиск и локализация источников незарегистрированных излучений.



Объекты Универсиады и зоны радиоконтроля

Персонал АСУ РЧС был объединён в оперативный центр управления, который делился на персонал ситуационного центра (СЦ) и внешний персонал - экипажи МИЛ, мобильных станций радиоконтроля и ГРК.

В СЦ было развернуто десять автоматизированных рабочих мест операторов, с помощью которых осуществлялось управление стационарными и объектовыми пунктами радиоконтроля, мобильными станциями и группами радиоконтроля, специальным транспортом и системой служебной радиосвязи.

В состав подсистемы управления СЦ входил комплект серверного оборудования центральной БД, АРМ персонала, видеостена, оборудование конференцсвязи и видеоконференций. Серверное оборудование включало три сервера, два из которых были объединены в кластер. Третий сервер предназначался для хранения резервных копий данных системы.



Работа дежурной смены и серверное оборудование ситуационного центра

Подсистема связи и передачи данных обеспечивала обмен данными внутри центра управления и с внешними узлами – объектами управления системы. Сетевое оборудование обеспечивало возможность работы от двух провайдеров INTERNET (один из которых обеспечивал основной, а другой – резервный канал передачи данных) и автоматического переключения при пропадании и восстановлении основного канала связи. Также в подсистему связи входил сервер, управляющий работой сети служебной радиосвязи, развернутой на базе цифровой коммуникационной платформы MOTOTRBO. Сеть служебной радиосвязи имела в своём составе три ретранслятора, обеспечивающих радиосвязь во всех районах города, и сорок восемь абонентских станций.



Антенны ретранслятора служебной радиосвязи на телекоммуникационной башне и оборудование ретранслятора служебной радиосвязи

За пределами ситуационного центра в мобильных станциях радиоконтроля, в маркировочно-измерительных лабораториях, в ГРК, дирекции Универсиады, а также силовых ведомствах были развернуты удаленные АРМ, общим количеством более 40 штук. С помощью удаленных АРМ осуществлялась полноценная работа в системе. При этом осуществлялось резервирование каналов управления, в случае невозможности использования проводных каналов происходил автоматический переход на беспроводные каналы 3G.

В ходе Универсиады использовались два вида стационарных средств: РКП-Н, антенные системы которых размещались на крышах высотных зданий, и ОРКП, установленные непосредственно на объектах Универсиады. Также использовались МКРК и носимое оборудование, которым оснащались ГРК.



Особенности использования оборудования радиоконтроля

Основным оборудованием РКП-Н были дистанционно управляемые измерительные необслуживаемые стационарные станции АРЧА-ИН, в состав которых входит стационарный пеленгатор АРТИКУЛ-С (1,5 – 3000 МГц) и измеритель напряженности поля панорамный АРГАМАК-ИС (0,009 – 8000 МГц).



Оборудование станции АРЧА-ИН и антенные системы измерителя и пеленгатора на крыше жилого здания

Объектовые радиоконтрольные пункты также базировались на измерительном приемнике АРГАМАК-ИС, имели термостатированные и влагозащищенные корпуса, оснащенные датчиками тревожной сигнализации, сигналы от которых поступали в АСУ РЧС. ОРКП устанавливались непосредственно на наиболее важных спортивных объектах и обеспечивали круглосуточный контроль РЭС малого радиуса действия, осуществляли идентификацию и измерение параметров сигналов в диапазоне от ВЧ до нижней части диапазона СВЧ, в том числе телевизионных видеокамер с беспроводным каналом, анализ служебных идентификаторов и параметров систем сотовой связи и беспроводного доступа. Верхний рабочая частота ОРКП составляла 8 ГГц.



Центр гребных видов спорта (оранжевым кружком выделена антенна ОРКП) и объектовый радиоконтрольный пункт, размещенный на крыше Центра гребных видов спорта

Стационарные средства РКП-Н и ОРКП дистанционно управлялись из ситуационного центра, а при необходимости – от мобильных станций или групп радиоконтроля. Управление обеспечивалось по проводному каналу связи, который резервировался беспроводным каналом 3G, а также радиоканалом для передачи аварийных сообщений на основе развернутой сети служебной радиосвязи MOTOTRBO.



Объектовый радиоконтрольный пункт, размещенный внутри стадиона «Казань-Арена» (оранжевым кружком выделена антенная система аварийного канала MOTOTRBO)
и антенна ОРКП внутри стадиона «Казань-Арена»

Мобильные средства применялись для проведения операций радиоконтроля, когда малая мощность передатчиков, высокая направленность передающих антенн, удаленность источника радиоизлучения усложняли или делали невозможным проведение измерений и локализацию источников стационарными средствами.

На Универсиаде в качестве МКРК использовались мобильные станции АРГУМЕНТ-И, а также станции других типов. Все МКРК имели возможность подключения к АСУ РЧС, однако прямое управление техническими средствами радиоконтроля со стороны системы было реализовано только для аппаратуры станций АРГУМЕНТ-И. Эти станции обеспечивали измерение параметров радиосигналов до 43 ГГц, автоматическое пеленгование от 1,5 до 8000 ГГц. Для расширения диапазона радиоконтроля и амплитудного пеленгования до 43 ГГц, а также для работы станции в качестве МИЛ, в состав станции входили анализатор спектра, интегрированный в АСУ РЧС, и измерительная антенна П6-69 (18000-40000 МГц).

Обмен данными между мобильной станцией и АСУ РЧС обеспечивался с помощью беспроводного канала 3G-модемов. Также, все основные соревновательные объекты в подготовительный период были оборудованы специальными местами для проводного подключения мобильной станции к сети INTERNET, поэтому во время стоянки около таких объектов использовалось проводное подключение с помощью кабеля Ethernet.



Мобильная станция АРГУМЕНТ-И во время дежурства около спортивного объекта
и рабочее место оператора мобильной станции

Носимые средства использовались группами радиоконтроля в труднодоступных местах: на крышах высотных зданий, внутри помещений, в том числе на спортивных объектах Универсиады. В качестве носимых средств применялись ручные радиопеленгаторы АРК-РП3М, а также портативные приемники c набором направленных антенн.



Группа радиоконтроля во время поиска помехи на стадионе и контроль ЭМО группой радиоконтроля на стадионе.
В качестве оборудования РК используется ручной пеленгатор АРК-РП3М

Для решения задач радиоконтроля во время проведения крупных массовых мероприятий АСР включала следующие дополнительные функциональные подсистемы:

  • заявочный сервис;
  • тестирования и маркировки РЭС.

Заявочный сервис предназначался для автоматизированного рассмотрения заявок на использование РЭС. На информационном портале Универсиады находился сервис, позволяющий пользователям портала оставить заявку на использование РЭС. Заявки автоматически попадали в учётную базу данных АСУ РЧС, где получали статус «Принята». Специалисты Дирекции Универсиады, используя АРМ АСУ РЧС, которое территориально находилось в Деревне Универсиады, осуществляли предварительную обработку полученных заявок и выносили решение: отклонить заявку, оповестив об этом заявителя, или продолжить ее обработку. В случае положительного решения, заявке присваивался статус «На рассмотрении».

Все заявки в статусе «На рассмотрении» проходили обработку специалистами отдела радиочастот, используя АРМы, находящиеся в СЦ. По результатам обработки заявки или отклонялись с немедленным оповещением сотрудников Дирекции, или заносились в БД как «Планируемые», что сопровождалось проведением работ по выделению указанным в заявке радиоэлектронным средствам частотно-временного ресурса на заявленных спортивных объектах; для этих заявок, после их оценки специалистами Дирекции Универсиады и возможной доработки, формировался электронный документ «Рекомендации об условиях использования РЭС», который давал право заявителям на прохождение процедуры тестирования и маркировки РЭС.



Прохождение заявки на использование РЭС

Подсистема тестирования и маркировки РЭС использовалась для технической проверки соответствия параметров радиоэлектронного средства «Рекомендации об условиях использования РЭС» и маркировки РЭС цветной наклейкой. Тестирование предполагало проверку соответствия реальных технических характеристик излучений РЭС (частоты, полосы и уровня) выданным рекомендациям. По результатам измерений автоматически принималось решение о возможности маркировки РЭС. Тестирование и маркировка проводились в маркировочно-измерительных лабораториях, которые были развернуты стационарно и на базе мобильных станций. Локальная база данных МИЛ автоматически синхронизировалась с центральной БД АСУ РЧС по сетям передачи данных, при этом работа МИЛ обеспечивалась как при наличии, так и при пропадании каналов связи.



Прохождение заявки на использование РЭС

Перед началом тестирования пользователь РЭС называл номер выданной рекомендации. По этому номеру на АРМ сотрудника МИЛ выводился перечень частот, подлежащих проверке. В ходе тестирования осуществлялось автоматическое сравнение результатов измерений ширины полосы и частоты со значениями норм на допустимое отклонение частоты ширины полосы, по результатам сравнения автоматически выносилось решение о возможности работы РЭС в соответствии с требованиями Рекомендаций.

При положительном решении по результатам тестирования печаталась маркировочная этикетка, а в базе данных статус частотных присвоений переводился в «Действующий». Маркировочные этикетки наклеивались на РЭС и позволяли однозначно идентифицировать его. Этикетки имели свойство «пломбирования», то есть при попытке снять этикетку она разрушалась. Этикетка содержала номер объекта или группы объектов Универсиады, на которых разрешено использовать РЭС, период разрешенного использования РЭС, идентификатор РЭС в базе данных.



Алгоритм тестирования и маркировки РЭС

Подсистема тестирования и маркировки позволяла наносить на маркировочные этикетки штриховые коды, содержащие всю необходимую информацию в закодированном виде. По результатам считывания штриховых кодов сканерами на терминалах входного контроля было возможно отслеживать вносимые на спортивные объекты РЭС.

АСУ РЧС «Универсиада 2013» в ходе подготовки и проведения летней Универсиады в г. Казани обеспечила дистанционное управление территориально разнесенными стационарными, мобильными и носимыми средствами радиоконтроля, тестирование и маркировку радиоэлектронных средств, взаимодействие с внешними информационными структурами. Система сделала возможным эффективное управление персоналом, согласованную постановку задач, контроль их выполнения и принятие необходимых решений в реальном масштабе времени.



Проверка параметров спутникового передатчика передвижной телевизионной станции и пример маркировочной этикетки

С помощью подсистемы заявочного сервиса в период подготовки и проведения Универсиады было получено 285 заявок на использование РЭС, 39 из которых было отклонено. Для тестирования РЭС было развёрнуто десять МИЛ, в том числе две стационарные и восемь мобильных. В общей сложности была произведена проверка и маркировка 8 368 РЭС, в том числе 6 714 РЭС сухопутной подвижной службы, 1 364 устройств малого радиуса действия, 20 РЭС фиксированной спутниковой службы, 266 РЭС фиксированной службы и 4 РЭС радиолокационной службы.

За двенадцать дней проведения Универсиады сотрудниками радиочастотной службы было выявлено 207 нарушений использования частот.

Опыт применения АСУ РЧС «Универсиада 2013» был использован радиочастотной службой на XXII Зимних Олимпийских играх 2014 года в г. Сочи, а также опубликован в виде вклада в МСЭ от Российской Федерации.


На главную