В случае, когда на экранной форме должно быть размещено большое количество информации рекомендуется использовать области для ее общего и детального просмотра («навигатор», «увеличительное стекло» и т.п.).

Перечень экранных форм:

Состояние оборудования сети ОТС дороги;

Состояние оборудования сети ОТС участка;

Состояние оборудования (коммуникационной станции);

Диспетчерские круги;

Техническое состояние объекта контроля;

Контроль состояния радиостанций РС-46МЦ;

Экранная форма «Состояние оборудования сети ОТС дороги».

Назначение:

Обеспечение возможности общего контроля состояния оборудования ОТС.

Содержание:

схематическое отображение основных участков обслуживаемой дороги (региона) и их границ;

символическое обозначение обслуживаемого оборудования (соответствующее его техническому состоянию) с привязкой к пунктам размещения;

элементы управления и навигации

Возможности управления:

обеспечение возможности перехода к экранным формам «Состояние оборудования сети ОТС участка» и «Состояние оборудования (коммуникационной станции)»;

обеспечение возможности перехода к дополнительным экранным формам (формирования отчетности, статистики и т.п.)

Экранная форма «Состояние оборудования сети ОТС участка».

Назначение:

Обеспечение возможности более детального контроля состояния оборудования ОТС соответствующего участка.

Содержание:

мнемоническое изображение основного оборудования участка (коммутационных станций, диспетчерских пультов, радиостанций поездной радиосвязи, двух- и четырех проводных аналоговых ответвлений и т.п.);

изображение потоков Е1, организованных на данном участке;

изображение регламентного круга;

Возможности управления:

обеспечение возможности перехода к экранным формам «Состояние оборудования станции», «Диспетчерские круги»;

обеспечение возможности вызова «Журнала событий»;

обеспечение возможности перевода элементов оборудования в регламентный круг и обратно;

Экранная форма «Состояние оборудования станции»

Назначение:

Обеспечение возможности детального контроля состояния оборудования коммутационной станции.

Содержание:

мнемоническое изображение состава оборудования станции (основные платы, блок питания, программное обеспечение);

Возможности управления:

обеспечение возможности перехода к экранным формам «Состояние оборудования сети ОТС участка», «Диспетчерские круги»;

обеспечение возможности запуска программы консольного терминала в соответствующей станции;

Экранная форма «Диспетчерские круги»

Назначение:

Обеспечение наглядного представления структуры диспетчерских кругов соответствующего участка и предоставления оператору возможности получения справочной информации по абонентам (точки подключения абонентского комплекта, перечень кругов в которые входит абонент, состав участников абонентского круга для конкретной станции и т.п.).

Обеспечение возможности посылки вызова абонентам круга.

Содержание:

- мнемоническое изображение диспетчерских кругов, проходящих через станции данного участка с указанием, имеет ли круг абонентов на данной станции или проходит через нее транзитом; элементы управления, обеспечивающие поиск абонентов диспетчерских кругов;

средства отображения состава абонентов выбранного круга на указанной станции;

Возможности управления:

обеспечение возможности перехода к экранной форме «Состояние оборудования сети ОТС участка»;

обеспечение возможности поиска абонента;

обеспечение возможности вызова абонента;

Экранная форма «Техническое состояние объекта контроля»

Назначение:

Обеспечение возможности получения наиболее детальной информации о текущем состоянии оборудования и динамике изменения его состояния за последние 3 суток.

Содержание:

перечень контрольных точек для соответствующего оборудования (устройства) с указанием их текущего состояния;

перечень полученных диагностических сообщений, относящихся к выбранному оборудованию (устройству) или к контрольной точке с указанием времени поступления, типа и краткой характеристики зафиксированного диагностического сообщения.

Возможности управления:

обеспечение возможности сортировки и отбора (фильтрации) представленной информации в соответствии с требованиями оператора;

обеспечение просмотра информации в табличном и графическом виде (переход к экранной форме «График обработанных диагностических сообщений»).

Экранная форма «Тест радиостанции»

Назначение:

Обеспечение возможности получения детальной информации о текущем состоянии радиостанции поездной радиосвязи.

Содержание:

информация о текущем техническом состоянии основных узлов и компонентов выбранной радиостанции (применительно к конкретному типу оборудования).

Возможности управления:

обеспечение возможности отправки повторного запроса о состоянии радиостанции.

3.2 Структура управления сетью ОТС дороги

Для организационного обеспечения СМА-ОТС дороги должны быть образованы дорожный центр технического управления (ЦТУ) и зональные центры технического обслуживания (ЦТО).

Функции эксплуатационного персонала ЦТУ и ЦТО должны быть определены регламентом, утверждаемым руководителем дирекцией связи.

Возможно применение в системе СМА-ОТС (в случае соответствующего предложения службы НС дороги) Центров эксплуатационной поддержки, организованных силами организации-производителя оборудования ОТС.

Дорожный ЦТУ должен обеспечивать решение следующих задач административной службы системы ОТС дорожного уровня:

общего контроля технического состояния сети ОТС в целом по дороге;

установления (присвоения) системных адресов сетевым элементам ОТС согласно принятой системе адресации;

планирования использования и управления конфигурацией каналов Е1 в сети ОТС;

конфигурирования групповых каналов диспетчерской связи и поездной радиосвязи в пределах дороги;

конфигурирования оборудования линейного тракта и коммутационной аппаратуры ОТС.

координации действий ЦТО при возникновении аварийных ситуаций на сети ОТС.

Выполнение задач административной службы возлагается на дежурного администратора ЦТУ.

Дорожный ЦТУ должен, как правило, размещаться при управлении железной дороги.

Зональные ЦТО должны обеспечивать мониторинг и администрирование

оборудования ОТС в пределах подведомственных им зон обслуживания в части:

контроля (мониторинга) работоспособности оборудования ОТС подведомственной зоны обслуживания;

организации ремонтно-восстановительных работ в случае отказов оборудования сети ОТС по согласованию с дежурным администратором ЦТУ;

тестирования объектов сети ОТС подведомственной зоны обслуживания (с использованием регламентных каналов).

В зональных ЦТО должна быть предусмотрена функция конфигурирования коммутационного и линейного оборудования ОТС соответствующей зоны, реализуемая в случае частичного или полного нарушения функций администрирования ЦТУ и необходимости при этом оперативного изменения зональной схемы связи.

Выполнение ЦТО функций администрирования должно осуществляться только по указанию дежурного администратора ЦТУ.

Выполнение задач мониторинга и администрирования должно возлагаться на сменного оператора ЦТО, а функции по выполнению ремонтно-восстановительных и профилактических работ на объектах сети ОТС на ремонтно-восстановительные бригады (РВБ), организуемые при зональном ЦТО.

В зоне ЦТО возможна организация нескольких РВБ, размещаемых как в пункте дислокации ЦТО, так и на отдельных станциях.

Количество зональных ЦТО в пределах дороги (региона) должно определяться спецификой конкретной дороги (топологией сети, административно-хозяйственным делением дороги). При этом размещение зональных ЦТО на сети дороги (региона) должно удовлетворять следующим требованиям:

зональные ЦТО рекомендуется размещать при отделениях дороги, а также на узловых станциях с возможностью организации зон обслуживания по схеме «звезда».

Центр эксплуатационной поддержки (ЦЭП) должен обеспечивать мониторинг сети ОТС на дорожном уровне (аналогично мониторингу ЦТУ) без функции администрирования (управления).

Организация ЦЭП целесообразна при организации технического обслуживания аппаратуры ОТС с участием организации-производителя оборудования.

Техническими средствами, обеспечивающими решение функциональных задач СМА системы ОТС, являются:

- постоянные рабочие места (РМ) эксплуатационного персонала, организованные на базе персональных компьютеров и переговорно-вызывных пультов, размещенные в ЦТУ и ЦТО;

серверы;

переносные персональные компьютеры (ноутбук), подключаемые оперативно непосредственно к объектам сети для ввода настроечных параметров и тестирования;

адаптеры интерфейсов;

концентраторы 10/100 Мбит, при необходимости организации ЛВС для нескольких рабочих мест;

сеть передачи данных СМА-ОТС, предназначенная для передачи информационных и управляющих сигналов между объектами цифровой сети ОТС и рабочими местами (РМ).

4. Мониторинг технологического сегмента сети связи РЦС

4.1 Структура управления сетью ОТС

Органы управления включают в свой состав центр управления сетью связи - ЦУ ТСС (рисунок 4.1.). ЦУ ТСС должен взаимодействовать непосредственно с ЦСВТ, региональными органами управления (РОУ) и органами управления ЦСС. Зоной ответственности ЦУ ТСС должна быть определена вся сеть связи технологического сегмента (ТС).

Рисунок 4.1. Управление сетью

На региональном уровне для обеспечения процессов управления и технической эксплуатации ресурсов, должны быть созданы центры технического управления (ЦТУ). ЦТУ должны взаимодействовать между собой, а также непосредственно с центральными органами управления, службой НСВТ и центрами технического обслуживания (ЦТО). Зоной ответственности одного ЦТУ является подсеть связи в пределах отдельного региона (дороги).

На зоновом уровне управления, для обеспечения проведения ремонтно-настроечных и ремонтно-восстановительных работ при вводе и в процессе эксплуатации оборудования сети связи ТС, а также сопряжения данного оборудования с СУ, организованы ЦТО.

ЦТО должен взаимодействовать непосредственно с ЦТУ отдельного региона (дороги). В ЦТО должны быть организованы ремонтно-восстановительные бригады (РВБ) для проведения ремонтно-настроечных (РНР) и ремонтно-восстановительных работ (РВР) на участках сети связи ТС в регионе.

4.2 Система управления сетью связи РЦС

Система управления (администрирования) сетью позволяет дистанционно получить оперативный доступ к любому элементу сети для мониторинга и диагностики его состояния, телеметрии - измерения физических параметров линий связи, реконфигурации оборудования. При неисправности автоматически происходит оповещение обслуживающего персонала (администратора).

Обеспечивается доступ с максимально высокой степенью детализации: для аналоговых окончаний выполняются высокоточные измерения уровней сигналов, напряжений и токов, сопротивления и емкости шлейфов; для цифровых окончаний - измерения коэффициентов ошибок, отображаются все аварийные индикации и статистика данных. Кроме того, ведется статистика сбоев всех устройств, что дает возможность заблаговременного предупреждения неисправности. Благодаря этому практически исключается необходимость использования специальных измерительных приборов и экономятся средства и время при обслуживании.

Администрирование и мониторинг реализуются с помощью специализированного программного обеспечения - АРМ администратора сети. Программа разработана для ОС Windows и имеет «дружественный» оконный интерфейс, который отображает структуру сети, ее топологию, журналы происходящих событий, информацию мониторинга и текущие настройки. Компьютер АРМ администратора подключается непосредственно к мультиплексору. Передача служебных данных может осуществляется в 16 -канальном или любом другом интервале потока 2 Мбит/с. Возможна интеграция с более общими глобальными системами управления сетями по протоколу SNMP с выделением N канальных интервалов для передачи служебных данных.

Предусмотрена многоуровневая иерархическая система администрирования. Это предполагает разделение сети на зоны ответственности между администраторами, разграничение их прав доступа к ресурсам. Применительно к железной дороге можно организовать систему в которой будут администраторы ЦТУ, администраторы ЦТО. Это позволяет равномерно распределить нагрузку между обслуживающим персоналом. Разграничение прав доступа (рисунок 4.2.) осуществляется гибко: к магистральному потоку, к отдельному канальному интервалу, абонентскому окончанию.

Рисунок 4.2. Пример иерархической системы управления сетью

Для обеспечения информационного обмена между телекоммуникационным оборудованием и программно-техническими средствами системы управления, в процессе решения всего комплекса задач управления и технической эксплуатации, должна использоваться сеть передачи данных (СПД) на базе выделенной IP-сети. СПД обеспечивает функциональные возможности в рамках транспортного сервиса четырех нижних уровней эталонной модели OSI и организуется в виде совокупности взаимодействующих подсетей разных видов с использованием каналов передачи с пакетной коммутацией и встроенных каналов передачи данных (ВКПД). Для обеспечения маршрутизации потоков информации между объектами СУ и элементами сети связи ТС в СПД должны использоваться статическая и динамическая типы маршрутизации.

Для адресации элементов сети связи ТС используется IP- адреса класса С.

Схема адресации приведена в таблице 4.1.

Таблица 4.1

IP-адрес сетевого элемента	I октет	II октет	III октет	IV октет
	XXX.	XXX.	XXX.	XXX.
Значение октетов адреса	Номер дороги	Номер ЦТУ, ЦТО	Номер подсистемы, номер подсети	Номер порта сетевого элем.

Схема организации управления сетью в рамках регионального центра представлена на рисунке 4.3.

Рисунок 4.3. Схема организации управления сетью

4.3 Мониторинга устройств

4.3.1 Мониторинг мультиплексора СМК-30

На рисунке 4.4. приведена схема организации системы мониторинга на участке С.С. - И.. ЦТО находится на станции Н.Т.. Рабочее место инженера подключено через коммутатор Catalyst 2950 и маршрутизатор Cisco 2811 в сеть мониторинга. В качестве оборудования первичной сети используется мультиплексор СМК-30 включенный в ВОЛС. С помощью данного мультиплексора, имеющего 5 оптических портов, на участке организовано два кольца между станциями С.С. - У и У - И.. На верхнем и нижнем уровнях используется поток STM-1. Для организации резервного кольца системы мониторинга, маршрутизатор 2811 на станциях С.С. и И. объеденён потоком Е1 взятым в аренду у компании Уралсвязьинформ. Система мониторинга оборудования СМК-30 организовано на базе типового программного обеспечения производителя (рисунок 4.5.), которое позволяет отражать текущее состояние и режим работы всех сетевых элементов. Мониторинг сети выполняются с рабочего места администратора. Компьютер АРМа подключается непосредственно к мультиплексору, при этом используется поток Е1 мультиплексора.

При небольшом расстоянии от компьютера до мультиплексора используется подключение по RS-232. Подключение по Ethernet осуществляется при среднем расстоянии, а также при потребности использования общей сети IP в качестве транспорта для системы мониторинга и

администрирования. По каналу Е1 компьютер подключается к мультиплексору посредством модема МЦФЛ-1М, преобразующего RS-232 в Е1 при большом расстоянии от компьютера.

Все устройства в полной мере поддерживают функции оперативного дистанционного доступа, такие как мониторинг и диагностика, телеметрия - измерение физических параметров линии связи, реконфигурация оборудования.

Доступ обеспечивается с максимальной степенью детализации: для аналоговых окончаний выполняются высокоточные измерения уровней сигналов, напряжений и токов, сопротивления и емкости шлейфов; для цифровых окончаний ведется полная статистика событий и измерения показателей качества связи. Кроме того, осуществляется сбор статистических данных о работе устройств, что дает возможность заблаговременного предупреждения сбоев.

Рисунок 4.4. Схема организации мониторинга

Система мониторинга является иерархической, предполагает разделение сети на зоны ответственности между АРМами инженеров ЦТО, ЦТУ, разграничение их прав доступа к ресурсам сети. Это позволяет равномерно распределять нагрузку между обслуживающим персоналом. Разграничение прав доступа осуществляется гибко: в целом к устройству, к магистральному потоку, к отдельному канальному интервалу, канальному окончанию и так далее.

В схеме организации мониторинга, данные через маршрутизатор 2811 со станции С.С. передаются по потоку Е1 в ЦТО станции Н.Т.. АРМ ЦТО станции Н.Т. связан потоком Е1 с удалёнными АРМами ЦТУ дирекции связи.

Рисунок 4.5. Окно мониторинга на АРМ СМК-30

Протокол передачи данных обладает минимальной избыточностью и максимально эффективно использует пропускную способность служебного канала. Для магистральных потоков Е1 и SHDSL в качестве служебного может выбираться любой канальный интервал. Это дает возможность «прозрачно» пропускать данные мониторинга оборудования других производителей.

Подключение различного оборудования ОТС выполнено непосредственно к коммутационной станции мультиплексора СМК-30 через модули СМА, СМЦП, СМЦПД, СМЦТ, СМЛТ, СМОПС, что позволяет осуществлять мониторинг цифрового оборудования, поддерживающего данную функцию. На участке имеется возможность подключения маршрутизатора 2811 на любой из станций по протоколу Ethernet.

4.3.2 Система мониторинга DX-500

Рассмотрим систему мониторинга ОТС построенную с использованием DX-500. Для примера возьмем участок И. - Н.Т. показанный на схеме (рисунок 4.5.).

Рисунок 4.5 Организация мониторинга DX-500.

В качестве системы передачи используется мультиплексор СМК-30, а для организации ОТС, аппаратура DX-500. Для организации мониторинга DX-500 в ЦТО РЦС расположен АРМ администратора, который позволяет, программными средствами получать от сервера необходимую информацию о состоянии обслуживаемого оборудования и возникновении определённых событий.

Основным принципом мониторинга состояния оборудования DX-500 является анализ диагностических сообщений (ДС), выдаваемых активными компонентами станций DX-500 в процессе эксплуатации. Данные диагностические сообщения формируются при возникновении определенных событий (коллизий) в аппаратном и программном обеспечении станции, буферизируются во внутреннем запоминающем устройстве и могут быть перенаправлены на сервер СМА, подключаемый к кластеру по стыку RS-232. На сервере СМА выполняется программа, осуществляющая выгрузку диагностических сообщений из станции, их анализ, протоколирование, статистическую обработку. Кроме того, эта программа обеспечивает взаимодействие с рабочими местами операторов. Непосредственно на рабочем месте оператора, выполняется программа, получающая от сервера необходимую информацию о состоянии обслуживаемого оборудования. Кроме того, с рабочего места оператора возможна выдача в станцию управляющих команд, для более детальной диагностики или устранения возникающих коллизий.

Объектами диагностики являются важнейшие компоненты станции:

· станция в целом;

· кластеры (аналоговые, цифровые, центры коммутации);

· абонентские платы (аналоговые и цифровые);

· ИКМ каналы;

· программное обеспечение кластеров;

· порты и абонентские пульты;

· источники питания;

· диспетчерские круги.

Программное обеспечение системы мониторинга и администрирования (СМА) берет на себя основную работу по построению и отслеживанию взаимосвязей и взаимовлияний между объектами технического обслуживания и объектами отображения, предоставляя оператору удобный и «прозрачный» интерфейс для отслеживания и анализа возникающих в станции коллизий и их внешних проявлений.

Программное обеспечение рабочего места оператора предназначено для работы в составе программно-аппаратного комплекса системы мониторинга и администрирования оборудования DX-500 системы оперативно-технологической связи.

Программа предоставляет возможности для анализа информации о техническом состоянии оборудования DX-500 и обеспечивает взаимодействие оператора с обслуживаемым оборудованием, в том числе:

· терминальное подключение к обслуживаемому оборудованию;

· доступ к архиву диагностических сообщений, поступающих от обслуживаемого оборудования;

· наглядное отображение информации об изменении технического состояния обслуживаемого оборудования;

· выдачу в обслуживаемое оборудование фиксированного перечня управляющих команд;

· протоколирование обрабатываемой информации с защитой от несанкционированного доступа и фальсификации;

· протоколирование действий оператора с защитой от несанкционированного доступа и фальсификации информации;

· защиту от несанкционированного использования рабочего места оператора;

Рабочее место оператора (рисунок 4.6) второго уровня (РМ-2) позволяет контролировать работу одного участка сети ОТС, построенного на базе оборудования DX-500, а с рабочего места оператора третьего уровня (РМ-3) возможен контроль сети ОТС дороги.

Рис.

4.3.3 Построение мониторинга ТСМ-32

Вариант организации сети связи на базе оборудования ТСМ-32 и ее мониторинг приведён на рисунке 4.7. В этом случае мультиплексор ТСМ-32 организует систему передачи по потоку Е3 с возможностью выделения 16 потоков Е1 на каждой станции.

Мониторинг оборудования ТСМ-32 осуществляется через сервисную плату КС303 по порту Ethernet. Оборудование поддерживает два варианта включения:

· с одной точкой подключения к серверу производителя;

· подключение с нескольких точек в сеть СПД СМА, по которой данные передаются на сервер производителя.



Рисунок 4.7 Схема мониторинга ТСМ-32

Информация с сервера передаётся по сети СПД ЕСМА на рабочее место инженера ЦТО, оборудованное программным обеспечением поддерживающим протокол SNMP. Каждый мультиплексор имеет свою маршрутизацию.

Внешний вид окна оценки состояния мультиплексора (мониторинг, включение портов в работу, режим работы, состояние синхронизации, достоверность приема и передачи по ВОЛС) и настройки SNMP показаны на рисунке 4.8.



Рисунок 4.8 Вид окна оценки состояния.

4.3.4 Мониторинг оборудования ТЛС-31

Мониторинг выполняется по аналогичной с ТСМ-32 схеме и отличается только использованием платы КС-04, которая поддерживает поры RS 232 и RS 485.

На рисунке 4.8. показано как выглядит линейка оборудования ТЛС-31 в окне АРМа мониторинга. Программное обеспечение даёт возможность просмотра каждой станции по составу оборудования (ТЛС,ВТК), инвентаризация блока, состояние блока в целом и каждой платы в отдельности. Система мониторинга позволяет осуществлять дистанционное конфигурирование плат КС-04 (установка сетевого адреса, включение потоков в мониторинг), сохранять сведения о наименованиях и количестве плат по элементам сети, а также их адресах, корректировать базы (добавлять, удалять станций). Вся статистика записывается в файл , откуда ее можно почерпнуть в любой момент времени.



Рисунок 4.9 Линейка ТЛС-31 в окне АРМа.

4.3.5 Мониторинг медных кабельных линий связи

Как один из возможных вариантов автоматизации измерений и контроля параметров кабельных линий применяется модульный диагностический комплекс (МДК). МДК является расширяемым, надстраиваемым и многофункциональным комплексом, что существенно снижает стоимость такого решения и сводит к минимуму избыточность конструкции.

Модуль МДК-М1 предназначен для измерения и контроля электрического сопротивления изоляции кабельных линий в диапазоне от 50 кОм до 800 МОм. Устройство имеет опцию контроля 4-х датчиков с «сухими» контактами.

• Модуль имеет два независимых канала. Каждый канал позволяет измерять три сопротивления изоляции:

• Между линией A и «Землёй» - R_A;

• Между линией B и « Землёй» - R_B;

• Между линиями A и B - R_AB.

На рисунке 4.8. представлена схема измерения.

Рисунок 4.10 Включение МДК-М1 для измерений.

4.4 Предпосылки создания СМА и её дальнейшее развитие

Технической предпосылкой создания СМА стали высокие темпы цифровизации сети связи с использованием интеллектуального оборудования, выполняющего функции самодиагностирования, удаленного управления и мониторинга.

В результате объединения сети связи стало возможным создание единой сети мониторинга и администрирования (ЕСМА).

Цель создания ЕСМА - повышение коэффициента готовности сети связи до 0,9999 и выше (на 1 мая 2009 г. По региональному центру обеспечивался уровень 0,987).

На основе объединенных СМА построена единая система мониторинга и администрирования, в базе данных которой представлена вся информация о ресурсах, технической оснащенности каждого РЦС железной дороги. Причем информация увязана с геоинформационной системой с возможностью развертывания до уровня каждой станции и даже устройства.

Создание системы направлено на достижение следующих целей:

· Централизованный, оперативный контроль состояния сетевого оборудования и сервисов.

· Сокращение сроков проведения и повышение качества работ, выполняемых в рамках технологического цикла по эксплуатации сети.

· Улучшение управляемости сетью за счет организации оперативного доступа к информации для принятия решений сотрудниками ЦСС, ЦТУ, ЦТО, включая Руководство департамента ЦСВТ.

· Возможность проведения анализа отказов сетевого оборудования и эффективности работы обслуживающего персонала.

· Инвентаризация используемого оборудования и предоставляемых сервисов.

· Интеграция подразделений ОАО «РЖД», участвующих в решении проблем эксплуатации Сети, в единый технологический цикл.

ЕСМА позволяет получать оперативную информацию о текущем состоянии средств связи в масштабах сети. При поступлении данных о нештатной ситуации информацию можно "просверлить" до конкретного устройства, при этом выводятся все сведения, относящиеся к данному устройству, в том числе производитель, дата изготовления и установки, история обслуживания и ремонта и др.

На крупных станциях в аппаратных помещениях установлены

видеокамеры, также включенные в общую сеть мониторинга и управления. Они позволяют из ЦУТСС (и из местных центров) наблюдать, что происходит на узлах связи. Одна из важных функций системы - поддержка принятия

управленческих решений. Руководитель любого уровня, имеющий право входа в сеть, может в реальном масштабе времени оценить состояние сети связи и участки, на которых требуется оперативное вмешательство. Система выдает статистику работы текущей смены, обслуживающей сеть на всех уровнях. Имеется также возможность оценить деятельность всех подразделений в абсолютных и относительных показателях, в том числе количество критических событий в месяц на единицу подключенного оборудования.

Функционально в состав ЕСМА входят семь основных модулей: база данных оснащенности хозяйства связи (ЕСМА учет ресурсов), модули управления инцидентами и проблемами, графического интерфейса пользователя, аналитической отчетности и анализа, расчета интегральных рейтингов, автоматизированного формирования статистической отчетности, контроля выполнения графика технологического процесса и управления базой знаний.

4.5 Структура и функциональность ЕСМА

Неоднородность используемого оборудования, применение множества технологий передачи информации и масштабность сетей связи ОАО «РЖД» безусловно, повлияли на структуру системы (рисунок 4.10), которая имеет несколько уровней иерархии.

Первый уровень представлен сетевыми элементами разных производителей и реализующих различные технологии передачи информации (сети).

Второй уровень представляет собой набор систем управления сетями производителей (СУСП), который реализует функции мониторинга и управления сетевыми элементами конкретного производителя или сети. При этом используются стандартные (SNMP) или «фирменные» протоколы управления оборудованием.

Интеграция данных СУСП происходит на третьем уровне. С этой целью в ЦТУ дороги устанавливается сервер ЕСМА в полной мере реализующий функциональность системы с помощью программных модулей стыковки с СУСП и модуля TRS Manager.

Взаимодействие серверов СУСП и ЕСМА происходит посредством стандартных протоколов SNMP, CORBA TMF 814, SQL. Выбор метода взаимодействия в данном случае зависит от возможностей СУСП. В процессе

взаимодействия на сервер ЕСМА передаются данные о моделях, составе и текущем состоянии оборудования контролируемого конкретной СУСП. Кроме этого, в пределах дороги сервер ЕСМА ЦТУ непосредственно осуществляет мониторинг IP сети передачи данных и всех серверов системы.

Рисунок 4.11. Структура Единой системы мониторинга и администрирования

Централизация всей информации происходит на уровне ЦСС, где центральный сервер ЕСМА дает возможность анализа всего хозяйства связи в целом. Передача информации происходит путем двусторонней репликации баз данных дорожных и центрального серверов. Здесь же реализована связь с системой АСУ ЦСВТ ОСС, которая обеспечивает «привязку» автоматически получаемых данных к объектам инфраструктуры. Один из вариантов предоставления доступа к ресурсам сети администраторам, не имеющим непосредственного доступа к устройствам сети - сервер доступа к сети АРМ ЦСПД, предназначен для:

- предоставления доступа к ресурсам сети согласно «Общие технические требования к системам управления оборудованием сетей связи ОАО «РЖД»«. - предоставления информации о топологии сети, интегрированных технологиях и событиях в сети внешним потребителям, например системе ЕСМА «TRS Manager». - обеспечения возможности с одного рабочего места «СУСП производителя» администрировать сети с совпадающей адресацией. - резервирование маршрутов управления к устройствам.

Сервер мониторинга предназначен для интеграции устройств ОТС, ОбТС в единую систему мониторинга и администрирования (ЕСМА) сетей связи РЖД. На рисунке 4.12. показан один из возможных вариантов использования сервера для мониторинга устройств ОТС, ОбТС.

Рисунок 4.12 Пример варианта использования сервера.

4.6 Расчет параметров линейного тракта

Для резервирования системы мониторинга ОТС используется четырех проводная линия SHDSL, кабель МКС 7Ч4Ч1,2.

DSL (Digital Subscriber Line) -- высокоскоростная цифровая передача по абонентской линии. Обеспечивает возможность увеличения скорости передачи в прямом направлении (сеть -- пользователь) и в обратном (пользователь -- сеть), при этом возможна одновременная передача «голос + данные» (Data Over Voice).

Стандарт HDSL (высокоскоростная цифровая абонентская линия) берет свое начало от стандарта ISDN-BA. Оригинальная концепция HDSL была

разработана в Северной Америке, разработчики DSL пытались повысить тактовую частоту ISDN, чтобы увидеть, насколько далеко и насколько быстро могут работать системы высокоскоростной передачи данных. Следует также

учитывать, что одновременно также очень быстро развивалась технология DSP (технология цифровой обработки сигнала). Исследовательская работа привела к удивительному открытию. Оказывается, даже простая 4-уровневая модуляция PAM (амплитудно-импульсная модуляция) позволяет работать на скоростях до 800 Кбит/с при вполне приемлемой длине линии. Была снова использована технология компенсации эхо-сигналов, которая позволила организовать двустороннюю передачу данных со скоростью 784 Кбит/с по одной паре проводов, отвечая при этом всем требованиям по расстоянию передачи и запасу по помехоустойчивости, которые должны быть выполнены для предоставления необходимого качества обслуживания.

HDSL представляет собой систему двухсторонней симметричной передачи данных, которая позволяет передавать данные со скоростью 1,544 Мбит/с или 2,048 Мбит/с по нескольким парам проводов сети доступа. Рекомендованы два линейных кода: амплитудно-импульсная модуляция 2B1Q и амплитудно-фазовая модуляция без несущей (CAP).

Модуляция CAP сочетает в себе последние достижения модуляционной технологии и микроэлектроники. Несущая частота модулируется по амплитуде и фазе, создавая кодовое пространство с 64 или 128 состояниями. При этом перед передачей в линию сама несущая, не передающая информацию, но содержащая наибольшую энергию, подавляется в сигнале, а затем восстанавливается микропроцессором приемника. Соответственно 64-позиционной модуляционной диаграмме, сигнал CAP-64 передает 6 бит информации в каждый момент времени. Итогом повышения информативности линейного сигнала является существенное снижение частоты сигнала и ширины спектра, что в свою очередь, позволило избежать диапазонов спектра, наиболее подверженных различного рода помехам и искажениям. На рисунке 4.11. показан спектр сигнала CAP.

Преимущества кода САР-64:

- Максимальная дальность работы аппаратуры. Затухание в кабеле пропорционально частоте сигнала, поэтому сигнал CAP, спектр которого не имеет составляющих выше 260 кГц, распространяется на большую дистанцию, чем сигнал с кодом 2B1Q или HDB-3. Если сравнить дальность передачи (без регенераторов), достигаемую в системах HSDL на основе технологии CAP, с дальностью работы линейного тракта ИКМ-30 (HDB-3) выигрыш составит 350-400 %.

Рисунок 4.13 Спектр сигнала САР

Высокая помехоустойчивость и нечувствительность к групповому времени задержки. Ввиду отсутствия в спектре высокочастотных (свыше 260 кГц) и низкочастотных составляющих (ниже 40 кГц), технология CAP не чувствительна к высокочастотным наводкам (перекрестные помехи, радиоинтерференция) и импульсным шумам, а также к низкочастотным наводкам и искажениям. Поскольку ширина спектра составляет лишь 200 кГц, не проявляются эффекты, вызываемые групповым временем задержки.

Минимальный уровень создаваемых помех и наводок на соседние пары. Сигнал CAP не вызывает интерференции (взаимовлияния) и помех в спектре обычного (аналогового) телефонного сигнала благодаря отсутствию в спектре составляющих ниже 4 кГц. Это снимает ограничения по использованию соседних пар для обычных (аналоговых) абонентских или межстанционных соединений.

- Совместимость с аппаратурой систем передачи, работающих по соседним парам. Большинство аналоговых систем передачи абонентских и соединительных линий используют спектр до 1 МГц. Системы с модуляцией CAP могут вызывать наводки на частотные каналы в диапазоне 40-260 кГц, однако остальные каналы не подвергаются какому-либо влиянию, соответственно есть возможность использования аппаратуры HDSL CAP в одном кабеле с аналоговой аппаратурой систем передачи.

Длина участка регенерации lр выбирается таким образом, чтобы с учетом всех видов помех и аппаратурных погрешностей вероятность ошибки для всего линейного тракта не превышала допустимого значения. Следовательно, на входе регенератора должно обеспечиваться необходимое значение Арег.

В цифровом линейном тракте, организованном на симметричном кабеле, преобладающим видом помех являются переходные на ближнем (при однокабельной системе) и дальнем (при двухкабельной системе) концах.

В этом случае для определения длины участка регенерации можно пользоваться следующими соотношениями: для однокабельной системы

для двухкабельной системы

где , - переходные затухания на ближнем и дальнем концах соответственно, определенные на расчетной частоте , дБ;

, - среднеквадратическое отклонение переходного затухания на ближнем и дальнем концах соответственно, дБ;

- необходимый запас помехозащищенности, учитывающий влияние ухудшающих факторов, дБ;

- величина, учитывающая влияние систем передач, работающих по параллельным цепям, дБ;

- коэффициент затухания кабеля на частоте , дБ/км.

В качестве выбирается частота, в области которой сосредоточена наибольшая энергия сигнала, передаваемого по линии. Для большинства кодов, используемых в линейных трактах цифровых систем передачи, .

Таблица 4.1 - Характеристики кабеля МКС 741,2 на частоте 250кГц.

Строительная длина, м	825
Переходное затухание на ближнем конце внутри и между четверками в строит. длине, дБ	62,5
Переходное затухание на дальнем конце внутри и между четверками в строит. длине, дБ	73,8
Коэффициент затухания на расчетной частоте , дБ/км	2,09
Волновое сопротивление, Ом	154
Рад/км	6,294

Рассчитаем длину регенерационного участка для однокабельной и двухкабельной системы по формулам (1) и (2). Величина А_рег для кода САР-64 составляет 39,7 дБ. Величиной среднеквадратичного отклонения в этих формулах можно пренебречь. Запас помехозащищенности складывается из влияний следующих ухудшающих факторов: межсимвольных помех, отклонения АЧХ от расчетной, различия площадей импульсов противоположной полярности, отклонения момента стробирования, в данном расчете принимается равным 4,4 дБ. Значение А_вл в расчетах не учитывается, так как данный кабель используется для резервирования каналов ОТС и находится в эксплуатации по мере необходимости, то есть информация передается в нем непостоянно и постоянных помех не создает.

Для однокабельной системы длина регенерационного участка:

для двухкабельной системы:

Следовательно, при использовании двухкабельной системы, установка регенератора РЛТ-1 будет необходима только на участках протяжённостью более 14 км. При установке регенераторов РЛТ-1 дальность связи между двумя станциями может достигать 135 км.

5. Оценка эффективности организации СМА технологического сегмента сети связи на участке

Основной целью региональных центров связи является обеспечение технологической связью структурных подразделений для организации перевозочного процесса, процессов управления финансовыми ресурсами и персоналом при безусловном соблюдении и обеспечении безопасности движения на железной дороге. Оказание возмездных услуг связи, обеспечение достаточного уровня качества услуг электросвязи, надёжности функционирования сетей и в рациональном использовании ресурсов. Поэтому основной продукцией региональных центров связи считается надежное функционирование сети связи. Перебои или отказы в работе технических устройств могут отрицательно повлиять на объем перевозок и безопасность движения. Качество технического обслуживания устройств напрямую влияет на такой показатель как коэффициент готовности сети связи. Он в свою очередь зависит от времени не предоставления услуги, сбоев, отказов в работе устройств связи, произошедших по вине работников узлов связи.

В данном разделе попробуем оценить эффективность СМА сравнением прямых затрат на устранение сбоев и отказов в работе цифрового оборудования связи.

Для расчета стоимости отказов по цифровой сети участка железной дороги ст. «И»- ст. «Н.Т» возьмем все отказы произошедшие за год по цифровым системам на данном участке и проведем расчет общей длительности каждого отказа как в общем, так и по элементам затрат времени необходимого для устранения отказов.

Общее время от начала отказа до его полного устранения и включения устройств связи в работу состоит из:

Время, необходимое для определения характера отказа и места его возникновения (станция, перегон, устройства связи);

Время, необходимое для доставки работника к месту отказа;

Время, необходимое для устранения самого отказа и проверки работоспособности системы связи после устранения отказа.

Статистические данные времени устранения отказов в существующих условиях работы сети цифровой связи участка железной дороги приведены в таблице 5.1.

Таблица. 5.1

№	аппаратура	Прод. отказа, мин	последовательность устранения отказа	проявления
			время для опр. хар. отказа и места, мин	время для дос раб. к месту отказа, мин	время для уст. отказа, мин
1	DX-500	120	20	85	15	сбой программного обеспечения
2	DX-500	120	15	90	15	отказ функциональой платы
3	DX-500	100	15	60	25	зависание платы
4	DX-500	101	32	35	34	отказ порта
5	DX-500	143	38	90	15	сбой программного обеспечения
6	DX-500	182	40	100	42	авария из-за атмосферных перенап.
7	DX-500	79	14	55	10	перебой питания
8	DX-500	67	25	30	12	неисправность разъёма порта
9	DX-500	75	14	45	16	переключение
10	DX-500	57	10	25	22	авария
11	DX-500	17	7	0	10	авария
12	DX-500	24	9	0	15	авария
13	DX-500	44	17	21	6	сбой синхронизации
14	DX-500	56	11	35	10	отказ порта
15	DX-500	93	22	40	31	зависание платы
16	СМК-30	14	4	0	10	зависание платы
17	СМК-30	56	6	40	10	зависание платы
18	СМК-30	60	20	25	15	неисправность разъёма порта
19	СМК-30	34	15	10	9	нет контакта в пачкордах
20	СМК-30	90	30	35	25	авария из-за грозы
21	СМК-30	70	40	15	15	заводская неисправность платы
22	СМК-30	70	10	35	25	переключение
23	СМК-30	51	25	20	6	зависание платы
24	СМК-30	95	20	40	35	отказ по электропитанию
25	СМК-30	265	55	30	180	повреждение кабеля
26	СМК-30	38	14	9	15	отказ программного обеспечения
итого, мин		2121	528	970	623
итого, час		35,35	8,8	16,17	10,38

Подсчитаем среднее время, необходимое для устранения одного отказа:

;

В том числе:

Среднее время для определения характера и места отказа

;

Среднее время доставки работника на место отказа

;

Среднее время устранения одного отказа на месте и проверки работоспособности системы связи:

Таким же способом проведем расчет времени необходимого для устранения отказов после внедрения Единой Системы Мониторинга и Администрировании (ЕСМА) на существующей сети цифровой связи участка железной дороги. Результаты представлены в таблице 5.2.

Таблица. 5.2

№	Аппар.	Продолжит. отказа, мин	последовательность устранения отказа	проявления
			время для определения хар. отказа и места, мин	время для дост. раб. к месс. отказа, мин	время для уст. отказа, мин
1	DX-500	17	2	0	15	сбой программ. обеспечения
2	DX-500	110	5	90	15	отказ функциональой платы
3	DX-500	87	2	60	25	зависание платы
4	DX-500	7	2	0	5	отказ порта
5	DX-500	20	5	0	15	сбой программ. обеспечения
6	DX-500	144	2	100	42	авария из-за атмосф. пер.
7	DX-500	68	3	55	10	перебой питания
8	DX-500	47	5	30	12	неисправность разъёма порта
9	DX-500	66	5	45	16	переключение
10	DX-500	7	2	0	5	авария
11	DX-500	7	2	0	5	авария
12	DX-500	7	2	0	5	авария
13	DX-500	9	3	0	6	сбой синхронизации
14	DX-500	50	5	35	10	отказ порта
15	DX-500	76	5	40	31	зависание платы
16	СМК-30	50	5	0	45	зависание платы
17	СМК-30	7	5	0	2	зависание платы
18	СМК-30	57	2	10	45	неисправность разъёма порта
19	СМК-30	17	5	0	12	нет контакта в пачкордах
20	СМК-30	30	5	0	25	авария из-за грозы
21	СМК-30	19	4	0	15	Зав. неисправность платы
22	СМК-30	70	5	40	25	переключение
23	СМК-30	36	5	25	6	зависание платы
24	СМК-30	77	2	40	35	отказ по электропитанию
25	СМК-30	212	2	30	180	повреждение кабеля
26	СМК-30	29	5	9	15	отказ программного обесп.
итого, мин		1326	95	609	622
итого, час		22,10	1,58	10,15	10,37

Подсчитаем среднее время, необходимое для устранения одного отказа:

;

В том числе:

Среднее время для определения характера и места отказа

;

Среднее время доставки работника на место отказа

;

Среднее время устранения одного отказа на месте и проверки работоспособности системы связи:

;

Сравнительный анализ временных параметров устранения отказов устройств связи по существующей схеме и устранение отказа с применением системы ЕСМА показывает, что среднее время устранения отказов с применением системы ЕСМА на 0,5 часа меньше существующей схемы определения и устранения отказов:

;

Произведем расчет стоимости устранения отказов по существующей схеме определения и устранения отказа и по схеме с применением системы ЕСМА в денежном эквиваленте.

Элементами затрат в денежном эквиваленте во временном процессе устранения отказа являются:

- Время, необходимое для определения характера отказа и места его возникновения. Заработная плата электромеханика оконечной станции системы связи и линейного работника, обслуживающего данное устройство;

- Время, необходимое для доставки работника к месту отказа. Заработная плата электромеханика направлена на устранение отказа, заработная плата водителя автомобиля, затраты на топливные ресурсы в денежном эквиваленте;

- Время, необходимое для устранения самого отказа и проверки работоспособности системы связи после устранения отказа. Заработная плата электромеханика направленного на устранение отказа, заработная плата водителя автомобиля, заработная плата механика оконечной станции, затраты на материалы и запасные части необходимые для устранения отказов в денежном эквиваленте, накладные расходы, прочие затраты.

Данные по вышеуказанным элементам берем по производственно-финансовым планам и планам по труду. Расчет ведем по укрупненным показателям.

Результаты расчета представлены в таблице 5.3.

Таблица. 5.3

Таблица

Стоимость в денежном эквиваленте одного отказа при существующей схеме определения места и устранения отказа:

Общая стоимость всех отказов в денежном эквиваленте при существующей схеме определения места и устранения отказов:

Расчет стоимости отказа с применением системы ЕСМА приведен в таблице 3.

Стоимость в денежном эквиваленте одного отказа, определения места и устранения отказа с применением системы ЕСМА:

Общая стоимость всех отказов в денежном эквиваленте, с применением системы ЕСМА:



Из сравнительного анализа стоимости отказа видно: стоимость одного отказа с применением системы ЕСМА в 1,5 раза меньше стоимости одного отказа при существующей схеме на сети железной дороги.

Расчет технико-экономической эффективности внедрения ЕСМА на участке железной дороги.

Усиление технической оснащенности железных дорог средствами автоматики и связи производится для освоения растущих перевозок пассажиров и грузов, повышения эффективности транспортного процесса, безопасности движения и улучшение условий труда.

Для определения экономической эффективности каждого из мероприятий чаще всего рассчитывают влияние их на улучшение эксплуатационно-технических показателей работы и снижение эксплуатационных расходов, на рост производительности труда.

Правильно определить экономическую эффективность можно только соизмерением отдельных (или полученных) результатов от планируемых мероприятий с необходимыми для этого затратами.

Различают два понятия в этом случае.

Эффект - конечный производственный результат (повышение производительности труда, снижение себестоимости перевозок, увеличение скорости движения и.т.д.).

Эффективность - это отношение эффекта к величине затрат, обусловивших его получения. Величина эффективности относительная.

Различают общую (абсолютную) и сравнительную (относительную) экономическую эффективность капитальных вложений.

Общая экономическая эффективность определяется отношением полученного результата (эффекта) ко всей сумме капитальных вложений.

Общая экономическая эффективность определяется отношением полученного результата (эффекта) ко всей сумме капитальных вложений, вызвавших его.

Общая экономическая эффективность капитальных вложений на железнодорожном транспорте определяется как отношение прибыли за планируемый период ?П к капитальным вложениям, вызвавшим этот прирост:

;

Полученные в результате расчета показатели общей эффективности сравниваются с нормативными и с показателями эффективности на передовых предприятиях.

Сравнительную экономическую эффективность капитальных вложений исчисляют при выборе вариантов хозяйственных или технических решений.

Необходимыми данными при расчете сравнительной экономической эффективности являются эксплуатационные расходы и себестоимость единицы продукции, общие капитальные вложения.

Выгодный вариант находится путем определения срока окупаемости. Срок окупаемости инвестиций (Т₀) - это период времени от начала реализации проекта, за который инвестиционные вложения покрываются суммарными результатами.

Так как капитальные вложения в проект ЕСМА (Единая Система Мониторинга и Администрирования) одноэтапные при небольшой величине расчетного периода вместо показателя ЧДД (Чистый дисконтированный доход) определяем показатель чистый доход ЧД по формуле:



Где R - результаты за расчетный период;

Е - коэффициент дисконтности, принимаемый для расчетов 15%;

К₀ - капитальные вложения.

Расчет капитальных вложений, необходимых для внедрения системы ЕСМА выполнен в виде локальной сметы на монтаж оборудования на сумму 1 427 289 рублей.

Расчет сметы приведен в таблице 5.4.

Таблица 5.4.

Основание или обоснование	№ п/п	наименование работ и затрат	единица измерения	Кол.	стоимость
					единицы	общая
ЕРЦ, ценники, цены заводов изготовителей, договорные цены	1	маршрутизатор Cisco 2811	шт.	11	53 263р.	585 893р.
	2	плата коммутации NM16ESW	шт.	11	39 824р.	438 059р.
	3	модуль VWIC-2MFT-E1	шт.	1	45 528р.	45 528р.
	4	Патч-панель	шт.	11	1 795р.	19 745р.
	6	ноутбук Samsung Q70/FV01	шт.	2	31 120р.	62 240р.
	7	компьютер	шт.	2	35 500р.	71 000р.
	8	программа АРМ ЦСПД "Пульсар"	шт.	1	20 470р.	20 470р.
	9	Сервер HP ML310T05 X3210 HP-SAS EU	шт.	1	46 443р.	46 443р.
итого	273 943р.	1 289 378р.
транспортные расходы (8,4%)	23 011р.	108 308р.
заготовительно-складские расходы (1,2%)	3 287р.	15 473р.
Итого	300 241р.	1 413 158р.
материальные ресурсы не учтенные в процентах (1%)	14 132р.
итого по смете	1 427 289р.

Таблица 5.5. Расчёт затрат по фонду оплаты труда приведён в таблице 5.5.

	должность	количество, чел	заработная плата в месяц, руб	отчисления (26,2%)	общая заработная плата в месяц, руб	общие отчисления (26,2%)
ЦТО	начальник ЦТО	1	26 612,00	6 972,34	26 612,00	6 972,34
	инженер I категории (сменный)	5	18 137,00	4 751,89	90 685,00	23 759,47
РВБ	старший электромеханик	1	22 672,00	5 940,06	22 672,00	5 940,06
	электромеханик	4	16 800,00	4 401,60	67 200,00	17 606,40
	водитель-монтер	1	12 000,00	3 144,00	12 000,00	3 144,00
итого:		12	96 221,00	25 209,90	219 169,00	57 422,28
	стоимость 1 литра бензина АИ-76, руб	17,5
	накладные расходы (30-50)% от ФОТ	87 667,60
	прочие расходы 7% от ФОТ	15 341,83
	Расх. по прочим элементам 2% от ФОТ	4 383,38
	Мат. и запасные части (0,5-1)% от ФОТ	1 095,85
	итого:	108 506,16

Сделаем расчет экономии эксплуатационных затрат с внедрением системы ЕСМА. В связи с непрерывным контролем системой всего участка железной дороги будет высвобождена часть штата электромехаников.

Экономия времени в течение года:

часа;

Экономия времени в месяц на объект:

человеко-часа;

Экономия времени электромехаников по всем объектам:

человека-часа;

Экономия в штатных единицах:

человека;

Экономия фонда оплаты труда в год:

Оклад электромеханика:

руб;

Размер премиальной доплаты (30%) от оклада: 9720,65 руб;

Районный коэффициент (15%) от оклада: 4860,3 руб;

Фонд с явочным коэффициентом (1,1):

 руб.

Отчисления (26,2%): 13540,5 руб;

Итого по фонду оплаты труда:

51681,47+13540,5 = 65222,01 руб.

Общехозяйственные расходы (7%): 4565,54 руб;

Итого экономия эксплуатационных расходов составляет:

R = 65222,01+4565,54 = 69787,55 руб;

Первый показатель доходности данного проекта:

ЧД = 69787,55 - 0,15*1427289,0 = -144305,8 руб;

Внутренняя норма доходности (окупаемости) ВНД- второй показатель доходности данного проекта. Характеризуется нормой дисконта Е_вн (расчетная процентная ставка), при которой величина приведенных эффектов равна приведенным капитальным вложениям:

Рассчитаем индекс доходности (рентабельности инвестиций ИД), определяемый как отношение суммы приведенных эффектов к величине капитальных вложений: