- 30.07.2008
Оборудование диспетчерской и ситуационного центра
Специалисты Компании SBL имеют опыт проектирования ситуационных центров, диспетчерских и командных центров. На сайте компании представлены оборудование диспетчерской и информация о наших решениях и их особенностях. Во всем мире уже успешно эксплуатируются тысячи ситуационных центров и диспетчерских. В России и на пост-советском пространстве уже есть четкое понимание в необходимости проектирования центров комплексного управления и диспетчеризации от управления отдельными производственными процессами, зданиями, городскими службами, до комплексного управления сложными промышленными комплексами, мегаполисами и т.д. В данном материале приводятся основные аспекты систем, создаваемых в других странах.
Все мы стали свидетелями повсеместного внедрения обычных персональных компьютеров. Благодаря этому сегодня есть возможность отображать сложнейшие изображения и по-разному обрабатывать их с высоким качеством и высоким разрешением. В свою очередь, это оказало сильное влияние на развитие отрасли средств управления. До недавнего времени высокая стоимость производства и затраты на научные разработки были по плечу лишь "избранным" производителям. И получалось, что только немногие крупные организации могли позволить себе установку систем управления и отображения в командных пунктах и диспетчерских.
Сегодня контрольные и командные системы используются уже достаточно широко и в самых разных областях. Хотя работы по интеграции ведутся специализированными фирмами, в целом используются технологии и методы, разработанные много лет назад. Джеми Фармер, топ-менеджер компании Electrosonic, поясняет: "Полное решение для центра управления включает интеграцию разнообразных, не связанных между собой элементов. К ним относятся аналоговые и цифровые сигналы, поступающие с охранных систем и датчиков, компьютеров и специализированных контрольных устройств, а также информация, передаваемая по сетям через серверы. Возможна комбинация новых и традиционных систем, но они должны быть интегрированы и подключены к единой системе отображения".
Для разных областей применения был разработан целый ряд устройств и технологий. Наличие нескольких типов дисплеев в одном командном пункте или центре управления отнюдь не является необычной ситуацией. Это могут быть отдельные дисплеи и плазменные панели, стены и дисплеи для видеостены с ультратонкой рамкой, а также просветные и фронтальные проекционные системы. Поэтому в производство дисплейного оборудования для контрольных систем, наряду со специализированными производителями (к которым относятся Electrosonic, Jupiter, Eyevis и Lanetco), оказываются вовлеченными многие крупные производители дисплеев и систем обработки видеосигнала, такие как RGB Spectrum, Planar, Mitsubishi и Barco. До сих пор самой распространенной технологией были проекционные модули для видеостен, производимые в больших объемах как отдельные устройства; их можно компоновать по горизонтали и вертикали для создания видеостен неограниченного размера.
Barco выпускает модули по технологии DLP (видеокубы) с размером экрана по диагонали от 50 до 80 дюймов; каждый модуль содержит экран для просветной проекции и источник с двумя лампами, обеспечивающий разрешение 1024 x 768 (SXGA) или 1400 x 1050 (SXGA+) пикселей. Planar предлагает модули размером до 84 дюймов с аналогичным разрешением, а также модуль 1920 x 1080 формата 16:9. Многие производители изготавливают проекционные модули размерами 67-90 дюймов. Дэвид Джоунс, менеджер из Mitsubishi Electric, объясняет: "Для куба, обеспечивающего разрешение SXGA+, оптимальный размер - 67 дюймов. Стоит его лишь слегка увеличить, и пиксели становятся заметны, уменьшить - и на обычном расстоянии до зрителя разрешение будет избыточным. Но характеристики каждого рабочего помещения уникальны, поэтому используются экраны большего или меньшего размера". Для контрольных центров с ограниченной площадью использовать видеокубы проблемно, ведь из-за большой глубины их приходится размещать вплотную к стене, чтобы осталось место для другого оборудования и оператора.
Использовать видеокубы на базе кинескопов для видеостен - невыгодно, и в связи с этим получили распространение устройства просветной проекции. В отличие от плазменных и ЖК-экранов, кубы с просветной проекцией можно монтировать вплотную друг к другу для образования непрерывной поверхности, без промежуточных планок или рамок. Таким образом, они идеальны для больших экранов, где отображаемый контент не должен ограничиваться недостаточным размером экрана. Джеми Фармер отмечает: "Оснащение большинства центров управления строится на базе большого экрана с матрицей, содержащей большое число отдельных панелей и имеющей, таким образом, огромное число пикселей. Процессор, управляющий отображением, преобразует сигналы и осуществляет манипуляции с изображениями на экране, при необходимости изменяя их размеры и масштаб. В тех случаях, когда размер экрана выбирается с целью заполнения определенного пространства, плотность пикселей на отдельном экране не имеет большого значения. Экран Planar формата 16:9 пришелся исключительно к месту на европейском рынке - широкие стены и низкие потолки во многих местах установки приводят к необходимости формирования экранов из широкоэкранных кубов. При этом совсем не обязательно, чтобы отдельные экраны имели высокое разрешение".
В командных пунктах и центрах управления пока еще не очень широко применяются экраны прямого наблюдения. Плазма совершенно непригодна для этого из-за большой вероятности прожигания экрана. ЖК-дисплеи - достаточно интересный вариант, именно благодаря меньшей глубине по сравнению с просветными дисплеями, но до тех пор пока на рынке не появятся экраны без рамки, шансы этой технологии невелики. Стоимость ЖК-дисплеев несколько меньше по сравнению с DLP-кубами. Последние требуют более значительных начальных капиталовложений, однако и меньших эксплуатационных затрат, включающих регулярную замену ламп и - изредка - замену цветового диска. Несмотря на меньшие начальные капиталовложения в ЖК-дисплеи, ограниченный срок их службы приводит к необходимости замены всего экрана в случае выработки ресурса. Лампы в DLP-кубах имеют срок службы от девяти до двенадцати месяцев, и для их замены требуется около двух минут, то есть они не вызывают больших нарушений в работе систем. Пока неясно, как долго могут работать ЖК-дисплеи, но предполагаемый срок их службы - около 5-6 лет - может привести к полной двукратной замене дисплейных компонентов экрана в течение планируемого срока службы типового дисплея в центре управления. Одна из компаний, достигших определенных успехов в производстве матричных дисплейных ЖК-панелей, - корейская Elport, чья стена DZ была установлена в новом командном центре лондонской полиции. Кэролайн Эдвардс, менеджер по маркетингу компании Elport, комментирует: "Меньшая стоимость и простота установки - весомые преимущества ЖК-дисплеев по сравнению с видеокубами, и можно быть уверенным в том, что в течение последующих двух-трех лет они получат более широкое распространение, - в том случае, если появятся конструкции без рамок. Это одно из основных направлений для Elport, и компания вкладывает значительные средства в перспективные разработки".
Другая область, где чрезвычайно важны современные технологии, - это контроллеры дисплейных стен. Идеальный контроллер должен быть способен принимать и обрабатывать информацию, первоначально предназначенную для одновременного отображения на нескольких экранах, причем эту информацию нужно отображать как единое изображение на одном большом экране и без каких-либо ограничений. Это означает, что типовой ситуацией является прием в реальном времени шести-восьми потоков графической и видеоинформации, увеличение или уменьшение масштаба, микширование и/или наложение и выдача в виде единого изображения на много дисплейные системы и устройства, где каждый дисплей представляет собой один блок экрана.
В промышленной среде, где доминируют ограничения по размерам и стоимости, этот уровень манипуляций с видео изображениями и гибкость системы составляют значительные преимущества. В частности, здесь находят применение методы, используемые для обработки видеосигналов высокой четкости в мире вещания. Этот тип обработки является непростой задачей, которую нельзя решить с помощью небольшого пакета ПО на настольном компьютере.
Чтобы удовлетворить эти требования, большинство производителей предпочитают создавать специализированное и, как правило, модульное оборудование. Barco выпускает полные системы дисплейных стен, состоящих из видеокубов DLP, и серию модульных процессоров управления TransForm. Входной сигнал каждого канала контроллера TransForm индивидуально оцифровывается и масштабируется для достижения максимального качества и разрешения во всей системе. Добавление индивидуальных плат обработки позволяет обеспечить практически неограниченное число обрабатываемых системой каналов. Микширование, наложение, внешняя и внутренняя синхронизация изображений реализуются как отдельная функция в специализированных платах обработки, устанавливаемых на задней панели системы. Гибкость и широкие возможности позволяют Barco охватить весь рынок контрольных систем, включая вещание, охрану и безопасность, коммунальные предприятия, нефтегазовый сектор, телекоммуникации и управление транспортными потоками.
Подобно этому решению, Eyevis производит интегрированные системы для контрольных пунктов на базе кубов с просветной проекцией и серию модульных контроллеров Netpix. Эта компания также присутствует на рынках систем различного назначения и имеет внушительный список клиентов во всей Европе, включая многих производителей оборудования, телекоммуникационные компании и провайдеров коммунальных услуг. По словам представителя Eyevis Эрика Хенка, сектор оборудования для контрольных центров - это не рынок стандартных решений. Области применения в центрах управления могут меняться в зависимости от индивидуальных требований заказчиков. Система, установленная на морской газо- или нефтедобывающей платформе, будет отличаться от системы в диспетчерской энергетического предприятия. Некоторым заказчикам, в силу серьезной зависимости от системы отображения, требуются специальные избыточные решения, гарантирующие работоспособность системы. Например, в энергетическом секторе, где до сих пор устанавливается стандартное оборудование, требуются простые решения для отображения данных, поступающих с используемых ими систем SCADA и DCS. А телекоммуникационные компании обычно предъявляют более серьезные требования к дисплеям в центрах обработки данных и центрах безопасности. Для производителей и интеграторов такое разнообразие областей применения оборачивается головной болью. Конечно, невозможно создать специализированное решение для каждого конкретного случая. Поэтому необходимо производить модульные продукты с гибкими возможностями, адаптируемые под любые требования".
Одно из основных преимуществ дисплейной стены для центра управления - это то, что операторы могут наблюдать за работой всей системы, концентрируя внимание на своем отдельном секторе. В процессе управления это - бесценное преимущество, особенно на коммунальных предприятиях тепло- и энергоснабжения, где информация о работе всей системы позволяет оператору среагировать на изменения еще до того, как возникнет серьезная проблема.
Дэвид Джоунс поясняет преимущества такой системы: "Дисплейная стена обеспечивает логический подход к передаче информации, что особенно важно в больших системах. Иногда видеостена воспринимается как один гигантский монитор, заменяющий несколько станций управления, но обычно она таковой не является, а предоставляет общую информацию о конкретном процессе на всем предприятии. Поэтому важно создать такой пользовательский интерфейс, чтобы операторы могли легко оценить общую ситуацию и отреагировать в нужный момент. Конечно, требуется специалист, следящий за работой всей системы, и если контроллер правильно сконфигурирован, при возникновении аварийных и кризисных ситуаций нужный сегмент стены может воспроизводиться на втором дисплее. Чтобы облегчить эту задачу, Mitsubishi предполагает в ближайшее время начать выпуск 56‑дюймового ЖК-экрана высокого разрешения с числом пикселей 3840 x 2160 (что эквивалентно четырем телевизионным дисплеям высокой четкости). Такой дисплей обеспечит возможность наблюдения в стороне от главной стены, он позволяет отображать большие объемы информации на меньшем экране с высокой четкостью и достаточным для нескольких операторов размером. К тому же у данного решения хорошее соотношение цены и качества".
Управление дисплейной стеной становится важной задачей, зависящей от объема информации и принципа работы пользовательского интерфейса. Jupiter Systems уделяет большое внимание простоте использования выпускаемых ими контроллеров для дисплейных стен. Фирменный программный пакет ControlPoint обеспечивает простое управление контроллером; удобно реализован сетевой доступ к выбору и управлению окнами изображений; осуществляется регистрация неисправностей в компонентах. Компания также удовлетворяет спрос на системы передачи данных по протоколу TCP/IP для их отображения на стене, что стало одним из основных требований рынка. Директор по маркетингу компании Jupiter Systems Джон Старк так комментирует ситуацию: "Системы безопасности и все виды наблюдения постоянно развиваются. Цикл появления новых требований - восемь-десять лет. Сегодня, когда наблюдается слияние контрольных и аудиовизуальных систем, мы испытываем большие потребности в обработке видео изображений, поступающих с камер в реальном времени, а также информации от различных датчиков. Это стимулировало развитие систем, способных передавать сильно компрессированные видеосигналы влюбых форматах - MPEG, H.264 и т.д. - по протоколу TCP/IP".
Направление, которое стала развивать компания RGB Spectrum, связано с широким распространением в промышленности цифрового видеоинтерфейса (DVI). Маршрутизатор DVI 8 x 8, производство которого начнется уже в этом году, предназначен для управления множеством цифровых сигналов, поступающих с управляющих ПК и других устройств. Устройство будет выполнять функции приема входных сигналов, их коммутации и распределения на различные экраны и контроллеры центра управления.
Директор по маркетингу компании RGB Spectrum Майкл Каллахан отмечает: "Шестьдесят процентов нашего рынка - это военный комплекс, а сорок - промышленность и торговля; в этих сферах DVI получает широкое распространение как интерфейс между устройствами внутри центра управления. DVI-коммутатор Linx выполняет всю маршрутизацию, а также, что уникально, пере синхронизацию по битам и пикселям для исключения искажений любого типа.В устройстве есть встроенный корректор, позволяющий работать с длинными кабелями без дополнительных усилителей при прохождении сигналов через структуру EDID".
У систем отображения достаточно короткий жизненный цикл, все кругом переходят на цифровые форматы, к оборудованию командных пунктов и центров управления предъявляются все более высокие требования. В связи с этим растут возможности производителей оборудования, системных интеграторов и поставщиков услуг в сфере охраны и безопасности. Сегодняшний уровень АВ-технологий настолько высок, что они легко адаптируются в эффективные коммуникации контрольных центров. Безусловно, это ведет к повышению надежности и снижению затрат в данной отрасли.
