Применение GSM-телеметрии в жилищно-коммунальном хозяйстве.

*Обращаем Ваше внимание, что упоминающиеся в докладе системы, использующие для передачи данных подключенный к ним сотовый телефон сняты с производства. Выпускающееся сейчас оборудование оснащено встроенным GSM-модулем. Это заметно улучшает надежность, эксплуатационные характеристики и удобство  монтажа таких систем.

1.Назначение
Быстрое повсеместное развитие сотовых сетей стандарта GSM открывает новые возможности для решения задач сбора информации о работе различного оборудования, применяемого в ЖКХ, и дистанционного управления им по каналам сотовой связи. Особенностью такого оборудования является то, что оно распределено по большой территории, имеет много узлов, где необходим контроль, и часто работает без постоянного надзора. Например, в состав тепловых сетей входят так называемые "бойлерные", где сосредоточены насосы, задвижки, манометры, краны и т.д., обеспечивающие отопление близлежаших домов. Обычно такие узлы работают без обслуживающего персонала. Работа такого оборудования, температура и давление воды контролируются и управляются или эпизодически приходящим персоналом, или, в последнее время, по модему с централизованного диспетчерского поста. В качестве канала передачи данных используются или выделенные линии, или радиоканал. Аренда, как выделенных линий, так и радиочастот, существенно увеличивает текущие затраты. Если не рассматривать специфику, то в общих чертах аналогичная ситуация существует в газовых и электрических сетях, сетях водоснабжения и канализации, где также много объектов, находящихся без постоянного надзора, но требующих контроля для предотвращения аварийных ситуаций.

Наша фирма разрабатывает и производит оборудование для решения аналогичных задач, а именно для телеметрии по каналам сотовой связи, т.е. дистанционного контроля сигналов различных датчиков, расположенных на удаленных объектах, а также управления исполнительными механизмами с помощью команд, пересылаемых по сотовой сети. Это оборудование предназначено как для периодического съема и протоколирования текущей информации о состоянии объекта, так и для своевременного обнаружения и оповещения о предаварийных и аварийных ситуациях.

2.Состав оборудования
В качестве примера я продемонстрирую образец такой системы контроля и оповещения марки "КСИТАЛ-GSM". Она состоит из контроллера, к которому подключаются, с одной стороны, различные датчики, а с другой сотовый телефон через его штатный разъем. Контроллер питается от сети 220В через сетевой адаптер. Также предусмотрено резервное питание от свинцового аккумулятора 12В на случай пропадания напряжения 220В. Контроллер выполняет также функции бесперебойника, заряжая по мере необходимости резервный аккумулятор. К контроллеру подключается считыватель электронных ключей для контроля доступа обслуживающего персонала в помещение. К контроллеру могут подключаться датчики, обеспечивающие выходной сигнал в виде разрыва, замыкания или изменения сопротивления. Однотипные датчики объединяются в группы. Контроллер имеет четыре входа и, соответственно, позволяет подключить четыре группы датчиков. Кроме того, имеется встроенный датчик температуры.

При срабатывании какого-либо датчика контроллер через подключенный сотовый телефон производит рассылку коротких SMS-сообщений по списку телефонов, предварительно занесенному на SIM-карту телефона. В этом сообщении указывается номер группы сработавшего датчика, адрес объекта, время и дата. В список рассылки может быть внесено до десяти номеров мобильных телефонов. Сообщение будет продублировано по всем номерам. Мобильный телефон, на который поступают сообщения, может быть подключен к компьютеру для диспетчеризации и протоколирования. Также можно разослать голосовые сообщения на обычные телефоны.

Если послать с диспетчерского телефона запрос определенного формата, то контроллер в ответном сообщении проинформирует о состоянии датчиков, наличии напряжения 220В и температуре в контролируемом помещении.

Контроллер имеет три встроенных реле для управления исполнительными механизмами, позволяющих коммутировать напряжение 220В и ток до 5А. Эти реле могут дистанционно включаться и выключаться по командам, приходящим с диспетчерского телефона в виде SMS. Есть также режим автоматического включения реле при определенных сигналах датчиков.

Например, в модификации контроллера, предназначенной для контроля отопительного оборудования, одно из реле автоматически включается при падении температуры в помещении ниже заданного уровня. Если к этому реле подключить запуск котла, то тем самым можно стабилизировать температуру в помещении. Контроллер отключит отопительный котел, когда температура в помещении на два градуса превысит заданную. Задание температуры стабилизации также поступает с удаленного мобильного телефона в виде SMS. Применение такого контроллера для загородных домов и дач позволяет значительно экономить на отоплении, если владельцы посещают их редко. В этом случае обычно устанавливается минимально допустимая температура стабилизации, и только перед приездом с мобильного телефона задается нужная комфортная температура в помещении.

Если необходимо включать мощное оборудование, например трехфазные насосы, то оно подключается к реле контроллера через промежуточные пускатели нужной мощности.

Датчики, подключаемые к контроллеру, могут быть самыми разнообразными. Это могут быть герконовые датчики, фиксирующие крайние положения задвижек и кранов, контакты манометров, замыкающиеся при достижении давлением заданных уставок, датчики утечки взрывоопасных газов, датчики утечки воды, охранные датчики и т.д. Возможно подключение аналоговых датчиков для замера давления или температуры.

При использовании режима контроля доступа в помещение будет передаваться и протоколироваться время прихода и время ухода технического персонала.

3.Система оповещения об утечке природного газа в жилых домах
В последнее время усилилась угроза террористических актов, когда злоумышленники разрушают в жилых домах газовые магистрали, из-за чего происходят взрывы домов. К сожалению, существует вероятность эскалации террористических актов такого рода. Необходимо техническое решение для системы оповещения о возможном взрыве газа. Те решения, которые сейчас предлагаются и реализуются, базируются на обычных технологиях, когда информация от датчиков, расположенных в подъездах, по кабелям передается в близлежащие диспетчерские пункты по обслуживанию лифтов. Например, в Москве реализуется программа установки в подъездах видеокамер, где сигнал от них поступает на мониторы в диспетчерские пункты и записывается на носители. В задачу дежурного входит одновременно контролировать ситуацию во всех подъездах. На наш взгляд такое решение требует больших материальных, людских и временных ресурсов. Вероятно, в ближайшее время и в других городах встанет задача создания такой системы. В Архангельске, по сообщениям прессы, после недавней трагедии было принято решение об оснащении подъездов датчиками утечки газа, передающими сигналы об утечке газа в диспетчерскую. Кроме больших затрат по прокладке кабелей, обслуживание в расчете на один датчик будет обходиться 700 рублей в месяц.

Мы предлагаем создать систему оповещения на основе сотовой сети. Для этого в каждом доме устанавливается в защищенном месте, например в лифтовой, один контроллер КСИТАЛ, к которому подключается необходимое количество датчиков утечки газа, располагающихся в местах возможного скопления газа. Для облегчения и ускорения монтажа можно реализовать обмен информацией между контроллером и датчиками по существующей сети 220В, без прокладки дополнительных кабелей. Современные датчики реагируют на концентрацию газа, в 10 раз ниже взрывоопасной. В случае срабатывания какого-либо датчика, его номер, адрес дома и номер подъезда по сотовой сети передаются дежурному в газовую службу и милицию. В этом случае не требуется дополнительный персонал. Если газовую магистраль в доме доукомплектовать электромагнитным клапаном, то он будет автоматически перекрыт и тем самым прекращена утечка газа. Контроллер периодически опрашивает все датчики и, в случае их повреждения злоумышленником, не получив ответа от какого-то датчика, своевременно оповестит об этом.

Если учесть, что утечки газа происходят все-таки редко, а современные тарифы сотовых операторов не предусматривают абонентской платы, то текущие затраты на оплату услуг сотовых компаний будут мизерными. Предлагаемая нами система может быть очень быстро развернута, практически не требует сложных монтажных работ, не нуждается в многочисленном обслуживающем персонале, стоит гораздо меньше, чем прокладка кабелей.

Недавно в Ярославле из-за утечки газа едва не взорвались пять домов - в них украли газовые заглушки. Ситуация может повториться и в других городах.

Хотелось бы, чтобы при принятии решений о создании систем оповещения об утечке газа учитывалось наличие современных GSM-технологий, позволяющих решить такую задачу быстро, надежно и дешево.

Кратко остановлюсь на других возможных применениях GSM-телеметрии.

4.Применение GSM-телеметрии в теплоснабжении.
Я уже говорил о GSM-телеметрии для контроля оборудования централизованных тепловых сетей. Дополнительно хочу добавить, что с развитием систем учета потребления тепла также встанет задача оперативного сбора информации с датчиков учета тепла и передачи её в центральный пункт. В этом случае также может быть применена схема с одним GSM-контроллером в доме, собирающем информацию с датчиков и сбрасывающие её по сотовой сети. Относительно новым направлением в теплоснабжении является отказ от централизованного теплоснабжения и установка локальных котельных на крышах домов. Такие котельные работают в автономном режиме и встает вопрос об их дистанционном контроле. Оптимальным в этом случае будет применение GSM-телеметрии в работе сервисных служб.

5.Контроль состояния ветхих зданий.
Для контроля за зданиями, находящимися в аварийном состоянии из-за ветхости или расположенными на неустойчивых грунтах, необходимо оборудовать их тензодатчиками, прикрепленными на стенах в наиболее опасных местах.

Датчики подключаются к контроллеру, который отслеживает скорость смещения стен. При критическом нарастании скорости GSM-контроллер передает сигнал тревоги в соответствующую службу для организации эвакуации людей из этого здания.

6.Мониторинг экологической ситуации
В городах или на территории вокруг аварийно опасных промышленных объектов (атомных станций, химических предприятий и т.д.) устанавливаются станции экологического мониторинга, в которых смонтированы радиационные и датчики химически опасных веществ. Датчики через GSM-контроллеры передают информацию в центральный компьютер, где она обрабатывается. Карта с текущим распределением концентраций веществ публикуется в интернете и общедоступна. В случае возникновения опасных выбросов по этой карте в режиме реального времени можно отслеживать уровень концентраций и направление перемещения облака. Наличие такой общедоступной системы мониторинга снизит психологический стресс у людей, живущих рядом с опасными объектами, и повысит доверие к властям, вынужденным опровергать ложные слухи об авариях.

Интересным вариантом является мобильная станция экологического мониторинга, когда необходимые датчики и приборы установлены в автомобиле. При движении автомобиля через GSM-контроллер передаются координаты автомобиля и показания датчиков. Это позволяет оперативно просканировать исследуемую территорию.

7.Применение GSM-телеметрии в электроснабжении
Для электрических сетей характерно наличие многих автономных объектов, информация о работе которых должна оперативно отслеживаться. Это данные о состоянии различных пускателей и коммутаторов, информация о присутствии всех фаз, о напряжении, температуре масла трансформаторов и многое другое. Отсутствие своевременной информации может приводить к тяжелым авариям. Применение GSM-телеметрии в этих ситуациях является оптимальным решением. Другим применением GSM-телеметрии является сбор оперативной информации со счетчиков потребленной электроэнергии и передачи её в центральный пункт учета.

8.Предложения о совместном внедрении GSM-телеметрии в ЖКХ
Обобщая вышесказанное, уже сейчас видны многие преимущества для передачи телеметрической информации о работе технических систем ЖКХ. Это

во-первых, относительная дешевизна по сравнению с существующими технологиями
во-вторых, высокая скорость развертывания
в третьих - универсальность.

А быстрое развитие сотовых сетей предоставляет новые возможности. Так, увеличение пропускной способности каналов связи позволяет передавать большие объемы информации по каналу GPRS по гораздо меньшей цене, чем с помощью SMS. Падают тарифы на услуги сотовой связи, становится общедоступной возможность передачи видеоизображения. Все это открывает новые возможности для решения технических проблем ЖКХ.

Наша фирма занимается телекоммуникациями. И мы далеки от проблем ЖКХ, знаем о них только понаслышке. А о многих специфических проблемах и не слышали. Например, недавно я узнал, что существует задача телеметрии систем катодной защиты от коррозии подземных металлических сооружений и трубопроводов. Необходимо дистанционно замерять электродные потенциалы таких сооружений для оптимального управления системами защиты. Сейчас мы рассматриваем возможность применения GSM-телеметрии для этой задачи.

Но нам трудно создать хороший продукт без участия специалистов ЖКХ, знающих проблему изнутри, которые бы на стадии разработки сформировали правильное техническое задание и поставили конечную цель. Поэтому я призываю таких специалистов обратиться к нам для совместной разработки новых перспективных систем.