Проблемно-ориентированная система региональной телеинформатики
Синюков М.И.

Рассмотрены общие подходы к формализации выбора номенклатуры базовых систем региональной телеинформатики. Приведены сведения о ряде разработок, реализуемых в проектах развития региональной инфраструктуры.

Развитие сферы предоставления телекоммуникационных и информационных услуг на региональном уровне, еще недавно почти незаметное, в последнее время стало опережать по своей значимости многие другие мероприятия по развитию инфраструктуры информатизации России.

В Федеральной целевой программе "Информатизация России" выделен специальный раздел, посвященный вопросам региональной информатизации.

Сформирована общая методология решения проблем региональной информатизации, в рамках которой в качестве основного подхода принят принцип выделения территориальных "опорных зон", в которых информатизируются все основные функции управления.

Реализация этого подхода предопределила формирование нового класса систем: распределенных интегрированных информационно-телекоммуникационных систем, или систем региональной телеинформатики.

Характерные особенности современных региональных систем телеинформатики — высокая степень интеграции и динамизм развития компонентов системы.

Проблема создания сложных систем, обладающих указанными свойствами — одна из центральных в области теории управления и технической кибернетики. Сложность ее решения обусловлена тем, что формируемая теория этого класса систем еще не располагает необходимыми доказательствами конструктивной разрешимости основных задач их синтеза. Имеющийся опыт создания интегрированных сетевых систем региональной телеинформатики еще слишком мал для того, чтобы быть основой инженерной методологии проектирования.

В этой связи важными представляются вопросы реализации системного подхода к формированию процедурных аспектов создания региональных систем телеинформатики.

Процедурные аспекты создания региональных систем телеинформатики

Региональные системы телеинформатики являются "развивающимися" системами вследствие регулярных изменений объекта управления и изменений информационных потребностей, наращивания возможностей аппаратно-программных средств передачи, обработки и хранения информации.

Факторы, характеризующие развитие систем, предъявляют общесистемные требования к архитектуре систем и определяют подходы, методы и процедуры их создания и совершенствования.

Основными общесистемными требованиями к архитектуре современных систем региональной телеинформатики являются обеспечение гибкости и адаптивности. Гибкость придает системе способность к наращиванию, модификации, развитию, а адаптивность — способность "настраиваться" на конкретные области применения.

Гибкость и адаптивность системы реализуются на основе двух принципов: модульности и совместимости.

Для региональных систем эти принципы реализуются в иерархически организованной системе информационно-компьютерных сетевых модулей (ИКСМ). При этом предусматривается системы региональной телеинформатики строить по модульно-блочному принципу, используя так называемый "сотовый способ" построения системы, реализуемой в рамках теории "Развиваемого ядра". Это прежде всего:

определение необходимого и достаточного "стартового комплекса системы" — ее ядра, обеспечивающего оптимальный охват задач, подлежащих автоматизации, и не требующего длительного развертывания;

формирование рациональной иерархически организованной системы ИКСМ;

формирование рядов программно-аппаратных средств этих модулей, создание баз данных (БД) и знаний по типовым техническим и программным решениям;

создание системы проблемной ориентации, или адаптации, ИКСМ;

формирование системы, обеспечивающей управление развитием ИКСМ в среде инфраструктуры более высокого порядка иерархии.

В настоящее время отсутствует строгая теория построения и выбора как стартового комплекса системы, так и оптимальной номенклатуры базовых систем проблемно-ориентированных систем на их основе." В этой связи целесообразно рассмотреть общие подходы к решению этой проблемы. Можно выделить основные факторы, определяющие структуру и параметры ИКСМ для конкретных областей применения:

множество типовых функций области применения, подлежащие реализации Ф: множество типовых и специфических требований, предъявляемых областью применения Т;

множество требований к аппаратно-программным средствам ИКСМ, используемых для реализации указанных типовых функций А, П;

множество архитектурно-структурных решений, допустимых при реализации ИКСМ различного назначения Р;

множество признаков, определяющих совместимость ИКСМ С.

В этом случае модель ИКСМ для k-й области применения будет описываться следующим выражением:

Мк = Фк, Тк Ак Пк Рк Ск,

где k - 1...N (N — общее число областей применения).

Основой для формирования процедур выбора ИКСМ является принцип максимального удовлетворения потребностей пользователей, поэтому они базируются прежде всего на всестороннем исследовании возможных областей применения ИКСМ на региональном уровне. В результате системного анализа всех областей применения ИКСМ получаемые наборы множеств Ф, Т, А, П составляют исходные наборы множеств μ ( μ = 1 — N). При этом наборы множеств, имеющих ε совпадающих членов, являются опорным набором, и таких наборов может быть χ.

В общем случае комплексная оценка моделей ИКСМ для выбора базового
комплекса может быть осуществлена по обобщенному критерию качества, анало-
гичному предложенному в статье Ю. С. Яковлева и Н. В. Нестеренко "Об одном
подходе к созданию профессиональных персональных ЭВМ" (см. УСиН, 1986,
№2):

изменения конструкции и системотехнических решений, является средством адаптации, или проблемной ориентации, для рассматриваемых областей применения.

Рассмотренный подход реализуется в ряде проектов по созданию региональных систем телеинформатики коллективом ученых и специалистов Московского Технического университета связи и информатики (МТУСИ), акционерной компанией "ОРБиТЕЛ" и Отделением "Региональная телеинформатика и технологии" Международной академии информатизации.

В качестве примера ниже дается описание трех систем, разработанных в рамках рассмотренной методологии в МТУСИ и используемых АК "ОРБиТЕЛ" в настоящее время в проектах региональных систем телеинформатики.

Система персонального радиовызова

Система персонального радиовызова (СПРВ) предназначена для оперативного и надежного информационного обеспечения пользователей с максимальным использованием широко распространенной в России и странах СНГ системы радиотелефонной связи "Алтай" и ее модификации "Алтай ЗМ".

Использование системы "Алтай" в качестве базовой для организации СПРВ имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с другими аналогичными системами:

минимум капитальных затрат и времени развертывания системы: монтаж СПРВ сводится лишь к включению готовых блоков в оборудование системы "Алтай". Строительные работы при этом исключаются полностью, так как оборудование размещается в аппаратном зале центральной станции системы "Алтай" на площади 2 м² на один радиоствол (2400 абонентов системы СПРВ);

универсальность использования СПРВ с любыми отечественными АТС: система "Алтай" рассчитана на работу с аналоговыми телефонными станциями, широко распространенными в СНГ. Поэтому в СПРВ, организованной на базе системы "Алтай", не требуется включать в состав оборудования радиопередатчики и интерфейс для работы с аналоговой телефонной сетью, являющиеся частью оборудования системы "Алтай". Более того, при работе с аналоговыми АТС появляется возможность доступа к СПРВ с помощью обычного телефонного аппарата, чего не позволяют делать зарубежные аналоги СПРВ;

доступность СПРВ большому числу пользователей: в связи с тем, что СПРВ работает в каналах оборудования "Алтай", она обслуживает ту же самую территорию, что и радиотелефонная сеть. Это, в свою очередь, позволяет использовать эту систему для большего числа абонентов СПРВ.

Описанная СПРВ получила название "Ива". Система смонтирована на оборудовании одного ствола системы "Алтай" (8 каналов). Ее структурная схема приведена на рис. 1.

Емкость системы, абонентов ………………………………………………………………………………........................................................................2400

Длительность сеанса связи по радиоканалу, с ……………………………………………………......................................................1,5

Формат передаваемой абоненту команды, десятичных цифр …………………………............................................1 – 7

Длительность передачи информационного пакета одному абоненту, мс ……….................................250

На базе СПРВ "Ива" (при подключении ее к абонентской телефонной линии специального диспетчерского пульта) можно организовать локальные системы персонального радиовызова. Это позволит вызывать любого абонента СПРВ из группы, доступной данной локальной системе, нажатием одной кнопки на пульте управления.

В тех городах, где отсутствует система "Алтай", СПРВ "Ива" может встраиваться аналогично и в другие радиосредства, в том числе и одноканальные, имеющие достаточную площадь покрытия территории, так как принцип передачи дискретной информации по радиоканалу достаточно универсален и может быть использован во всех радиосистемах в диапазоне 140—400 МГц.

Предназначена для оперативной передачи информации в радиовещательном пакетном режиме на персональные компьютеры.

Вся передаваемая информация классифицирована по разделам, и пользователи системы могут получать текущую информацию по любому из них.

Помимо этого, возможна организация передачи циркулярной информации отдельным организациям, например, отделениям банков — рассылка циркулярных инструктивных писем, приказов и т. п.; государственным службам — рассылка инструкций, приказов и т. п.; пользователям БД по разделам — текущее их обновление.

Система обслуживает также абонентов с портативными компьютерами типа LAPTOP и NOTEBOOK, что особенно удобно для деловых людей, в течение дня бывающих в различных местах и желающих иметь текущую информацию, например, курсы котировок, биржевые сводки и т. п., не подключаясь при этом ни к каким телефонным каналам и стационарным компьютерным сетям.

Пользователь системы, имеющий IBM совместимый компьютер, для включения в систему должен приобрести Приемник с номерным адаптером ввода (радиомодем), который через стандартный разъем подключается к порту RS 232 компьютера.

Система обеспечивает в автоматическом режиме включение компьютера, загрузку в него передаваемой информации и выключение компьютера. В случае необходимости пользователь на экране получает информацию о том, когда и какая информация поступила. Далее он поступает с ней по своему усмотрению: оставляет в БД своего компьютера, стирает или копирует.

Описанная система получила название "Вика". Структурно она состоит (рис. 2) из центрального компьютера, подключенного к стационарному радиосвязному или

радиовещательному передатчику, по которому информация из компьютера в режиме уплотнения основных сообщений передается в эфир, и абонентского оборудования, включающего персональный компьютер и радиомодем.

Техническая характеристика системы "Вика"

Режим передачи информации .....................................................................................вещательный. в совмещенном канале с УКВ ЧМ стереовещанием
Диапазон частот, МГц ......................................................................................................100-108
Скорость передачи информации, кбит/с, не более...........................................10
Число аааабонентов .........................................................................................................не ограничено

Предназначена для передачи, хранения и обработки сигналов тревожной информации, поступаемых на центральный пульт управления (ЦПУ) и персональный приемник абонента (ППА) о состоянии объектов, взятых под контроль.

Абонентами системы, имеющей название "Роса", могут быть как стационарные, так и подвижные объекты (такие, как личный автотранспорт, катера, плав дачи, гаражные комплексы, торговые точки, садовые дачи, жилые помещения и т. п.).

Система работает в совмещенном канале любой локальной сети радиосвязи на одной из частот диапазона 140—210 МГц (в частности, в сети оперативной связи УВД).

На объекте, взятом под контроль системой "Роса", устанавливается следующее абонентское оборудование (рис. 3): передатчик, скрытая антенна, фотоприемник,

электронный кодовый замок, работающие на инфракрасных лучах, и датчики. В комплект может входить малогабаритный ППА с зарядным устройством для элементов питания.

Система выдает сигнал тревоги при несанкционированном вскрытии контролируемых объектов, при пожаре, разбойном нападении или Другую информацию по требованию заказчика. Дальность передачи сигнала для подвижных объектов — до 10 км, для стационарных — до 15 км (в зависимости от высоты зданий). ППА может принимать сигнал на расстоянии 1—3 км. При поступлении тревожной информации на ЦПУ на экране компьютера появляется информация об объекте и владельце, сопровождающаяся звуковым сигналом. Одновременно владельцу объекта на ППА посылается сигнал тревоги.

Отличительные особенности системы "Роса":

совмещение радиочастот с сетью радиосвязи милиции;

сквозная нумерация подвижных объектов контроля по всей России (до 100 млн. объектов);

мгновенная передача и уверенный прием сигналов тревоги на ЦПУ;

возможность выработки дополнительного сигнала для сирены, блокировки двигателя и т. п.;

возможность использования разнообразных датчиков;

проведение периодического контроля состояния объекта;

автоматизированная обработка и хранение информации;

число абонентов, обслуживаемых одним ЦПУ, может достигать 10 тыс.;

число абонентов системы практически не ограничено;

абонентское оборудование потенциально обеспечивает возможность передачи от одного объекта до 256 видов сигналов тревожной информации, что позволяет реализовать любой протокол (например, передача сигналов по маршруту следования);

система защиты от подбора кода к электронному замку;

число кодовых комбинаций электронного замка не менее 32 тыс.

М. И. Синюков - член-кор. Международной академии информатизации

---

&copy Информационное общество, 1994, вып. 4-5, с. 83-89.