Система экстренного реагирования при авариях ЭРА ГЛОНАСС

Качество решения поставленных задач зависит от нескольких факторов: скорости реагирования на угрозы, эффективной координации сил реагирования - оперативных служб, возможности обеспечить заданные показатели реагирования вне зависимости от места возникновения происшествия.

В настоящее время для вызова оперативных служб в экстренных ситуациях (пожар, дорожно-транспортное происшествие, угроза жизни и/или имуществу, критическая ситуация в ЖКХ и т.п.) используется достаточно большой набор телефонных номеров. Самыми распространенными являются 01, 02, 03, 04. Кроме них существует ряд федеральных номеров, по которым осуществляется вызов оперативных служб коммунального хозяйства, электроэнергетики, водного хозяйства, обслуживания лифтов и пр. При этом каждая оперативная служба содержит свою собственную операторскую службу, предназначенную для обслуживания телефонных вызовов.

Создание единого на всей территории страны номера - «112», по которому можно осуществлять вызов любой оперативной службы в экстренных ситуациях позволит:

сократить время от обнаружения ситуации до обращения в оперативные службы;

обеспечить автоматическое определение местоположения абонентского устройства, что увеличит объективность информации о месте происшествия или чрезвычайной ситуации (ЧС);

наладить отслеживание реагирования оперативных служб на поступившие вызовы;

сократить общее время реагирования оперативной службы на вызов, что приведет к снижению людских и материальных потерь в результате происшествий и ЧС.[2]

1.2 Цели задачи создания Системы-112

Основными целями создания системы-112 в Российской Федерации являются:

организация комплекса мер, обеспечивающих ускорение реагирования и улучшение взаимодействия экстренных оперативных служб при вызовах (сообщениях о происшествиях) населения;

организация удобного вызова экстренных оперативных служб по принципу «одного окна», позволяющая позвонившему лицу при возникновении происшествия не задумываться о том, какая именно служба ему необходима и какой номер требуется использовать для доступа к ней;

уменьшение возможного социально-экономического ущерба вследствие происшествий и чрезвычайных ситуаций;

гармонизация способа вызова экстренных оперативных служб с законодательством Европейского союза.

Основными целевыми показателями создания Системы-112 в Российской Федерации, которые планируется достичь к 2016 году, являются:

создание единого канала вызова оперативных служб по типу «одного окна» для всей территории страны (телефонный номер 112);

уменьшение среднего времени реагирования оперативных служб при происшествиях на 15-25%;

снижение на 10-15% количества погибших от внешних причин смерти;

снижение на 3-5% материальных потерь от пожаров и чрезвычайных ситуаций.

Система-112 должна решать следующие основные задачи:

прием оператором по номеру «112» вызовов (сообщений о происшествиях) и обеспечение психологической поддержки позвонившему лицу;

анализ поступающей информации о происшествиях;

передача информации о происшествиях в ДДС в соответствии с их компетенцией для организации экстренного реагирования;

формирование статистических отчетов по поступившим вызовам (сообщениям о происшествиях);

автоматическое определение номера позвонившего лица, получение от оператора связи имеющихся данных о местонахождении абонентского устройства с этим номером, а также иных данных, необходимых для обеспечения реагирования по вызову;

автоматический дозвон до позвонившего лица в случае внезапного прерывания соединения;

регистрация и документирование всех входящих и исходящих звонков по номеру «112» (запись, архивирование, поиск, передача и др.);

ведение базы данных об основных характеристиках происшествий, о начале и завершении экстренного реагирования на полученные вызовы (сообщения о происшествиях), а также о его основных результатах;

возможность приема вызовов (сообщений о происшествиях) на 5 иностранных языках (французский, английский, немецкий, испанский, китайский) в административном центре субъекта Российской Федерации и в иных муниципальных образованиях, причем субъекты Российской Федерации могут самостоятельно принимать решение по формированию и утверждению перечня муниципальных образований, где с учетом местных условий необходимо использование дополнительных языков обращения к экстренным оперативным службам;

обеспечение межведомственного взаимодействия и координации действий ДДС при реагировании на происшествия и чрезвычайные ситуации (МВД России, МЧС России, ФСБ России, Минздравсоцразвития России, оперативные службы субъектов и муниципальных образований Российской Федерации)

поддержка интеллектуальной маршрутизации входящих вызовов на операторов «Системы-112», которая заключается в том, что в случае недоступности операторов ЕДДС вызовы должны автоматически перемаршрутизироваться на ЦОВ «Системы-112» или обратно в ССОП, для коммутации с соседней ЕДДС.[4]

1.3 Структура Системы-112

Структуру рассмотрим на примере Системы-112 компании ООО «НТЦ ПРОТЕЙ».

«Система-112» является территориально-распределенной информационной системой, входит в систему обеспечения комплексной безопасности региона как ее составная и неотъемлемая часть. Она формируется на основе объединения единых дежурно-диспетчерских служб муниципальных образований (далее - ЕДДС), Межрайонных Ситуационных Центров (далее - МСЦ), Регионального Ситуационного Центра (далее - РСЦ), а так же дежурно-диспетчерских служб следующих экстренных оперативных служб (далее - ДДС):

службы пожарной охраны;

службы реагирования в чрезвычайных ситуациях;

службы милиции;

службы скорой медицинской помощи;

аварийной службы газовой сети;

службы «Антитеррор»;

службы теплосети;

службы электросети;

службы водоканалов;

службы коммунального хозяйства.

Данный список оперативных служб не является ограничивающим.

Общая схема построения «Системы-112» регионального уровня представлена на рис. 1.1.

С целью обеспечения координации взаимодействия при реагировании на вызовы (сообщения о происшествиях) по номеру «112» ЕДДС муниципальных образований связаны между собой через МСЦ и РСЦ, в основе которых лежат программно-аппаратные комплексы производства НТЦ ПРОТЕЙ.

Рис. 1.1 - Схема построения «Системы-112» региона.

На схеме приведены основные элементы «Системы-112», более подробная информация о которых приведена ниже.

1.3.1 Региональный Ситуационный центр(РСЦ)

Основным элементом «Системы-112» является Региональный Ситуационный Центр (РСЦ). На серверах РСЦ находится основное программное обеспечение, необходимое для функционирования системы.

Для организации крупных Региональных ситуационных центров (РСЦ) используются специализированные программно-аппаратные комплексы на основе мощных и производительных Центров Обслуживания Вызовов (ЦОВ). РСЦ обеспечивают интеллектуальное распределение вызовов между операторами различных ЕДДС при поддержке интерактивного взаимодействия с информационными системами, например, с сервером «Ситуационных карт».

РСЦ обеспечивает независимую идентификацию всех обращений и происшествий. При регистрации обращения, либо заводится карточка нового происшествия, либо осуществляется привязка нового обращения к ранее зарегистрированному происшествию.

Региональный ситуационный центр обеспечивает выполнение следующих функций:

- ведение очереди входящих вызовов, регистрацию каждого обслуженного и не обслуженного вызова;

- распределение вызовов между операторами «Системы-112»;

- регистрацию номера телефона вызывающего абонента (АОН), если эта информация поступила от оператора связи;

- приоритезацию вызова. На основании анализа коммутационных параметров и принадлежности вызывающего номера телефона категорийному объекту вызову может быть присвоен более высокий приоритет, соответственно вызов может быть обслужен в первую очередь, либо по особому сценарию или особой группой операторов;

- определение и отображение на экране диспетчера места установки телефона для вызовов, поступивших от абонентов телефонной сети фиксированной связи, или определение местоположения абонентского устройства сети мобильной связи при наличии технических и иных возможностей предоставления операторами связи информации о месте установки телефона или о местоположении вызывающего абонентского устройства;

- регистрацию информации об адресе места происшествия;

- запись телефонного разговора при вызове;

- автоматический обратный дозвон до абонента для восстановления связи в случае ее прерывания или для обслуживания абонентов по специальному сценарию;

- переадресацию вызова (с отключением оператора от разговора и с участием оператора в разговоре) на ЕДДС, другого оператора, группу операторов, эксперта, специалиста, психолога, переводчика, должностное лицо;

- учет следующих параметров в карточке вызова: дата, день недели, время, номер абонента, линия, с которой поступил вызов;

- систему интерактивного голосового взаимодействия с абонентом (IVR) для:

1. удержания абонента на линии при наличии очереди на обслуживание;

2. информирования абонентов о местоположении в очереди или прогнозируемом времени ожидания в очереди;

3. переключения оператором информационного обслуживания абонента в случаях, не носящих экстренного характера;

- автоматического голосового оповещения абонентов по заданному списку телефонов;

- автоматической рассылки SMS-сообщений по протоколу SMPP на заданной территории (при наличии предоставленной услуги оператором связи).

Кроме того РСЦ обеспечивает взаимодействие и интеграцию с внешними приложениями и службами, таким как:

1. ЭРА ГЛОНАСС;

2. Сирена МЧС;

3. Гео-Информационные Системы;

4. Базы данных операторов связи;

5. и другие приложения.

При этом обеспечивается интеграцию со системами управления Силами и Средствами различных служб, с возможностью контроля работы личного состава и отслеживания использования сил и средств различных подразделений.

1.3.2 Межрайонный ситуационный центр(МСЦ)

Межрайонный ситуационный центр (МСЦ) позволяет объединить несколько РЕДДС в единую систему обслуживания обращений, для обеспечения их взаимодействия и совместной работы. Объединенные МСЦ РЕДДС получают дополнительную функциональность, сравнимую с возможностями всей региональной «Системы-112».

МСЦ не являются обязательной частью системы, например, в Курской области «Система-112» построена без их использования. Но в ряде случаев рекомендуется строить МСЦ, особенно если речь идет о крупных территориально-распределенных регионах, в которых группы районов удаленны от центра и имеют каналы связи с низкой пропускной способностью и плохими параметрами качества облуживания.

Объединенные МСЦ РЕДДС получают дополнительные функциональные возможности:

Набор функций, достаточный для полноценной работы «Системы-112» в рамках этого межрайонного образования;

Повышение надежности дозвона при чрезвычайных ситуациях, за счет использования интеллектуальной маршрутизации вызовов;

Автономная работа нескольких удаленных от центра региона РЕДДС при плохих каналах или в случае потери связи с РСЦ;

Возможность полноценной работы со всеми службами «01», «02», «03» и т.д. (с установкой специализированных рабочих мест) уже на уровне карточек, что в разы снижает время реагирования;

Управление силами и средствами специальных служб;

Резервирование функций РСЦ, в случае обрыва связи с РСЦ, вся система в этом районе не потеряет функциональность и базы данных;

Резервирование карточной платформы РЕДДС;

Возможность привлечь в случае масштабных чрезвычайных ситуаций силы и средства соседних районов.

Рис. 1.2 - Схема организации взаимодействия в рамках МСЦ.

1.3.3 Единая Дежурно-Диспетчерская Служба (ЕДДС)

На схеме (рис. 1.3) приведены основные элементы ЕДДС 112.

Рис. 1.3 - Схема организации ЕДДС 112.

ЕДДС 112 состоит из следующих элементов:

mGate.NG - это магистральный шлюз IP телефонии интегрированный с программным коммутатором для управления установлением соединений абонентов. Данная система позволяет преобразовывать вызовы, приходящие из сети ТфОП, в вид пригодный для передачи по IP сетям. Кроме того обеспечивается управление процессом установления соединения к нужному оператору.

Сервер ситуационных карточек (карточная платформа) - сервер, который позволяет управлять процессом создания, модификации, хранения и анализа ситуационных карточек, заводимых при получении экстренных вызовов.

mAccess.MTU - абонентский шлюз на 24 порта, который позволяет подключать аналоговые телефонные аппараты по двухпроводным линиям к сетям IP телефонии, в частности к mCore.MKD.

РМО - специализированное приложение, устанавливаемое на персональный компьютер, благодаря которому оператор может заводить карточки, модернизировать их и обращаться к серверу ситуационных карточек, для поиска и формирования статистики.

С целью обеспечения координации взаимодействия при реагировании на вызовы (сообщения о происшествиях) по номеру «112» ЕДДС соседних муниципальных образований связаны между собой.

В рамках ЕДДС реализован функционал, позволяющий обеспечить автономную работу системы по обслуживанию обращений граждан на номер «112».

Этот функционал включает в себя следующие возможности:

Прием обращений граждан по единому номеру «112»;

Возможность формирования карточки происшествий;

Единая система сбора данных со всех критически важных объектов района, накопление и анализ статистики по всем аварийным ситуациям;

Распределение вызовов на свободных операторов «ЕДДС 112»;

Запись всех переговоров, и возможность поиска и прослушивания любого разговора;

Применение широких возможностей ip-телефонии. Одним нажатием кнопки на телефоне, оповещение соответствующих служб (01, 02, 03 и т.д.), возможность организовывать конференции с одной или несколькими службами, подключать службы к разговору с потерпевшим, переводить вызов на нужные службы и т.д.;

Возможность подключения любого количества рабочих мест, в том числе и удаленных;

Включение в региональную «Систему-112» не потребует дополнительных финансовых вложений, РЕДДС строится как часть единой системы;

После включения РЕДДС в «Систему-112», в случае разрыва связи, РЕДДС сможет работать в автономном режиме. Карточки, созданные за время автономной работы, автоматически передаются в «Систему-112» при восстановлении связи.

Органы и организации субъекта Российской Федерации, которым необходимо обеспечить информационный обмен с ЕДДС и ДДС, определяются высшим органом исполнительной власти субъекта Российской Федерации исходя из местных условий.[6]

1.4 Архитектура построения «Системы-112»

Для организации крупных Межрайонных ситуационных центров (МСЦ) и Региональных ситуационных центров (РСЦ) используются специализированные программно-аппаратные комплексы на основе мощных и производительных Центров Обслуживания Вызовов (ЦОВ).

Центры обслуживания вызовов работают как системы обслуживания с ожиданием. При отсутствии свободных операторов в группе, имеющих возможность квалифицированно обработать запрос, вызов помещается в очередь. В качестве опции предусматривается выдача абоненту во время нахождения вызова в очереди различного рода информации, а также информирование абонента о порядковом номере в очереди и приблизительном времени ожидания.

Последовательность обслуживания вызовов абонентов сотоит из следующих этапов.

После того, как абонент набрал номер вызываемой службы, вызов направляется на сервер распределения вызовов (ACD), который может действовать по следующим сценариям:

Вызов направляется непосредственно на рабочее место оператора, в случае наличия свободных операторов в группе, с использованием установленного для этой службы алгоритма распределения;

Вызов направляется в очередь в случае, если нет свободных операторов;

Вызов может направляться на автоинформатор (IVR), после чего адресуется непосредственно на рабочее место оператора (в случае необходимости), если МЦОВ оснащен соответствующими программно-аппаратными опциями;

Вызов направляется на автоинформатор (IVR), после чего происходит постановка в необходимую очередь в случае, если в соответствующей группе (службе) нет свободных операторов;

В случае отсутствия свободных операторов и мест в очереди ожидания будет осуществлено разъединение.

Система поддерживает возможность гибкой маршрутизации вызовов. Вызов может направляться в ту или иную группу операторов по следующим критериям: набранный номер, информация АОН.

В зависимости от различных параметров, задаваемых администратором системы, вызовы могут маршрутизироваться к разным операторским группам и к разным операторам, абоненты могут получать разную информацию и т.д.

Предусмотрены следующие основные критерии маршрутизации вызовов:

набранный номер;

информация АОН;

число вызовов, ожидающих в очереди к данной группе операторов;

квалификация оператора;

количество операторов в группе, способных обслужить заявку;

алгоритм распределения вызовов.

Благодаря комбинации данных параметров, можно разработать гибкие алгоритмы обслуживания вызовов.

Для оптимизации работы центра обслуживания вызовов и более равномерной загрузки операторов в системе предусмотрены гибкие алгоритмы маршрутизации. Настройка того или иного алгоритма осуществляется на основе анализа целей и параметров внедрения МЦОВ.

Для равномерного распределения нагрузки среди операторов используются три основных алгоритма:

циклическое распределение вызовов, т.е. на первого свободного оператора;

выбор наиболее свободного оператора (после обслуживания последнего вызова), т.е. выбор оператора, которому будет направлен вызов из очереди, осуществляется с учетом двух параметров: свободного от обслуживания клиентов времени и уровня квалификации оператора;

выбор наименее занятого оператора (с начала смены), т.е. вызов из очереди направляется на оператора, характеризующегося наименьшей нагрузкой. В качестве критерия выбора используется либо общее суммарное время разговоров оператора, либо общее количество вызовов, обслуженных данным оператором. Предусмотрена модификация данного алгоритма с возможностью учета коэффициента квалификации оператора.

ЦОВ полностью адаптирован к нуждам экстренных служб в части информационного обеспечения. При поступлении вызова обеспечивается возможность загрузки информации, необходимой для обслуживания вызова с использованием технологии «всплывающего окна».

Также Оператор, принимающий вызов, имеет возможность внести информацию о происшествии в базу данных путем заполнения электронной ситуационной карты.

1.5 Функциональные особенности Системы-112

1.5.1 Функциональность по обработке экстренных вызовов от абонентов

Процесс обслуживания вызова и обработки заявок осуществляется за счет ответа на вызов и заполнения соответствующих форм (ситуационных карточек), индивидуальных для каждой из служб. Пример ситуационной карточки приведен на рис. 1.4.

При получении вызова оператор вручную заводит ситуационную карточку со своего рабочего места. При этом на сервере заводится ситуационная карточка в единственном экземпляре в специализированной базе данных. Поэтому в базе можно отследить весь процесс работы с ситуационной карточкой.

Рис. 1.4 - Пример ситуационной карточки оператора ЕДДС 112.

В случае если вызов поступает на единую экстренную службу 112, он принимается диспетчером данной службы, который заполняет первичную информацию по обращению и осуществляет сохранение карточки с пометкой о том, какую службу необходимо задействовать.

При этом весь процесс создания и обработки ситуационных карточек происходит на Сервере Ситуационных карточек, который обновляет сведения, вносимые в карточку, и хранит их в системе.

Состояние карточек и ее текущий статус можно посмотреть в специальном приложении на РМО «Система 112», прилагаемом к программному обеспечению диспетчера различных служб.

Весь процесс отработки заявки может быть представлен на рис. 1.5.

Рис. 1.5 - Процесс обработки ситуационной карточки в системе 112.

1.5.2 Взаимодействие с ГИС

Геоинформационная система (ГИС) представляет собой специализированное программное обеспечение, предназначенное для сбора, хранения, обработки и отображения географических данных. ГИС позволяет оператору ситуационного центра получать оперативную информацию о месте происшествия.

Взаимодействие ситуационного центра с ГИС предоставляет спецслужбам мощное средство по координированию действий отдельных подразделений, возможность охвата и наблюдения за большой площадью, прогнозирования развития событий, анализа ситуации и оперативного принятия решения.

ЕДДС 112 от “ПРОТЕЙ” обеспечивает возможность взаимодействия с ГИС различных производителей. Пример интеграции системы с ГИС приводится на рис. 1.6 (при поступлении вызова с телефонного номера фиксированной сети осуществляется подсвечивание на электронной карте города дома/объекта, в котором установлен телефон, с которого осуществляется вызов).

Рис. 1.6 - Интеграция с ГИС

1.5.3 Прослушивание записей переговоров

Оператор имеет возможность прослушать переговоры по принятым им ранее вызовам. Для прослушивания записанных переговоров в комплексе предусмотрена организация записи на mCore.MKD.

В системе обеспечивается возможность записи до 100% переговоров.

Записанные разговоры помещаются в специальный каталог, из которого их затем можно прослушать.

1.5.4 Определение местоположения мобильных абонентов

Все большая доля обращений в экстренные службы поступает с мобильных терминалов, что по-новому ставит вопрос идентификации и локализации звонящего абонента.

В ситуационном центре ПРОТЕЙ предусмотрена специальная подсистема определения местоположения абонентов ПРОТЕЙ-LBSE, которая подключается к сетям операторов мобильной связи по протоколу SS7/MAP и обеспечивает выдачу на рабочее место Оператора и на электронную карту по запросу информации о номере соты, в которой находится вызывающий абонент. На основании информации о географических центрах сот и азимутах секторов осуществляется отображение на карте сектора, в котором находится вызывающий абонент.

Рис. 1.7 - Определение местоположения мобильного абонента

1.5.5 Возможности по организации телефонных сетей связи

Архитектура построения ЕДДС, предлагаемая компанией НТЦ Протей, так же позволяет использовать ресурсы элементов комплекса для построения объединенной сети связи следующего поколения (NGN). Для этого на сети необходимо установить один дополнительный элемент.

1.5.6 Система управления силами и средствами подразделений экстренных спецслужб

При ликвидации чрезвычайного происшествия оператору может потребоваться задействовать различные службы, их автомобили и экипажи. Система 112 позволяет организовать это в рамках рабочего окна оператора ЕДДС 112.

Система управления силами и средствами позволяет отражать всю текущую раскладку доступных экипажей и сил различных служб. И при поступлении вызова оператор может самостоятельно решить, какие из сил нужно задействовать для ликвидации происшествия.

Данная функциональность является опциональной возможностью, которая дополнительно устанавливается на рабочее место оператора и позволяет расширить его возможности по управлению силами и средствами при ликвидации происшествий.

Для управления и учета работы различных подразделений экстренных спецслужб в Системе 112 реализована система, которая позволяет отслеживать работу любого подразделения при ликвидации чрезвычайного происшествия.

Для учета сил и средств, присутствующих на боевом дежурстве в ЕДДС 112, создано приложение «Строевая записка». Пример сводной строевой записки приведен на рис. 1.8.

Рис. 1.8 - Пример сводной строевой записки для пожарных частей.

При заступлении на смену дежурный в части заполняет форму строевой записки, которая затем отправляется в централизованный центр ЕДДС 112.

1.5.7 Система оповещения абонентов

Работа Системы 112 не ограничивается только приемом и реагированием на обращения граждан. В целях повышения информативности населения и увеличения оперативности реагирования на возникающие экстренные ситуации НТЦ ПРОТЕЙ совместно с МЧС и сотовыми операторами реализовал функциональность по оповещению населения на мобильные телефоны о возникшей ЧС в заданной области. Эта услуга позволяет рассылать на все мобильные телефоны в определенном районе текстовые сообщения свободного содержания, которые позволят информировать население при возникновении крупных аварий и катастроф.

1.5.8 Работа со спутниковыми системами ГЛОНАСС и GPS

Принцип работы заключается в отслеживании и анализе пространственных и временных координат объекта, в основном, - это транспортные средства.

Благодаря использованию систем спутникового слежения, можно точно отслеживать передвижение подвижных составов и бригад при ликвидации происшествия.

1.5.9 Наблюдение за вызовом

Благодаря специальным функциям старший оператор может контролировать процесс приема и обслуживания вызовов. Существуют следующие режимы контроля:

· подключение к разговору операторов с вызывающими абонентами;

· просмотр процесса заполнения экранных форм контролируемым оператором;

· запись переговоров операторов с абонентами. Предусмотрена возможность одновременной записи всех ведущихся разговоров;

1.5.10 Резервирование

Горячее резервирование, реализуемое в системе, подразумевает постоянную работу оборудования и программного обеспечения (ПО) ЦОВ и полную готовность к переходу на использование данного ЦОВ в случае выхода из строя основного ЦОВ.

Переключение всех рабочих мест операторов (РМО) на резервный ЦОВ происходит автоматически при потере соединения с основным ЦОВ. При переходе на резервный ЦОВ оператор получает от приложения соответствующее сообщение. Функционирование РМО при переходе на резервный ЦОВ не прекращается.

При восстановлении работоспособности основного ЦОВ осуществляется автоматический обратный переход всех РМО на работу с ним. Данный процесс может занять некоторое время, ввиду того, что переход каждого РМО происходит после завершения текущего вызова. При обратном переходе на основной ЦОВ оператор получает от приложения соответствующее сообщение. Функционирование РМО при переходе на резервный ЦОВ не прекращается. Функционирование РМО при обратном переходе не прекращается.

1.5.11 Сбор статистической информации и учет вызовов

Формирование отчетов и сбор статистики является неотъемлемой частью любой ЕДДС 112. Благодаря грамотно сформулированным отчетам и диаграммам, можно проанализировать работу той или иной службы, оператора или группы. Используя накопленный материал, можно максимально точно спрогнозировать дальнейшее развитие работы контакт-центра, а так оценить эффективность работы операторов и обслуживающего персонала системы 112.

Для решения этих задач в системе 112 от НТЦ ПРОТЕЙ предусмотрена мощная система формирования отчетов и сбора статистической информации. Она позволяет в удобной форме представить интересующую информацию и использовать ее для контроля работы системы 112, анализа и прогнозирования ситуаций.

В системе предусмотрено формирование, хранение обширной статистической и эксплуатационной информации, а также возможность генерации отчетов реального времени и хронологических долгосрочных отчетов.

Информацию, накапливаемую в системе, можно разделить на информацию, накапливаемую в базе данных по каждому конкретному обращающемуся на службу звонящему и информацию, накапливаемую в процессе учета вызовов.

В системе предусмотрена возможность генерации отчетов (по согласованию с заказчиком). Возможен сбор разнообразной статистической информации по конкретному звонящему, например:

· номер вызывающего абонента;

· характер предыдущих запросов;

· дата первого обращения и т.д.

Система позволяет формировать отчет в текстовом виде

Кроме того, имеется возможность формирования диаграмм по различным типам деятельности.[6]

система диспетчерский экстренный оповещение

1.6 ЭРА ГЛОНАСС

ЭРА ГЛОНАСС -- система экстренного реагирования при авариях, основанная на применении российских средств глобальной спутниковой навигации, ГЛОНАСС, и систем спутникового мониторинга транспорта.

Система «ЭРА ГЛОНАСС» проектируется в соответствии с распоряжением Правительства РФ и предназначена для снижения уровня смертности и травматизма на дорогах за счет ускорения оповещения служб экстренного реагирования при авариях и других чрезвычайных ситуациях. Система будет включать навигационно-телекоммуникационные терминалы, которые начнут массово устанавливаться на транспортные средства, начиная с 2013 года и соответствующую инфраструктуру, охватывающую все субъекты федерации РФ. Для обеспечения работоспособности системы на территории РФ Правительство РФ зарезервировало специальные телефонные коды 941-949 (уже выделена первая серия в 1000 номеров 941-111-1ххх), которые будут использовать для связи с экстренными центрами приема информации.

В данной главе мы рассмотрели текущую ситуацию с построением системы 112 и системы экстренного реагирования при авариях ЭРА ГЛОНАСС. Применение этих систем позволит добиться только положительных результатов, а именно:

-сократить время от обнаружения ситуации до обращения в оперативные службы;

- увеличить объективность информации о месте происшествия или чрезвычайной ситуации (ЧС);

- наладить отслеживания реагирования оперативных служб на поступившие вызовы;

- снизить людские и материальные потери в результате происшествий и ЧС.

Учитывая эти особенности, можно сделать вывод о том, что построение этих систем необходимо реализовать в нашей стране. Внедрение системы 112 и системы экстренного реагирования при авариях ЭРА ГЛОНАСС поможет в решении важнейших задач в обеспечении национальной безопасности и стабильного социально-экономического развития Российской Федерации.

Раздел 2. Описание существующих способов и методов позиционирования, классификация, преимущества и недостатки

2.1 Описание существующих способов и методов позиционирования

Определить местоположение абонента (мобильной станции (МС)) в сетях подвижной связи - это значит вычислить его географические координаты или определить его конкретное место на Земле. В связи с этим, следует различать понятия:

- позиция - географические координаты объекта (позиция может быть представлена точкой в декартовых координатах);

- местоположение - конкретное место на Земле или однозначная идентификация положения МС на местности /электронной карте (в отличие от позиции, местоположение может быть интерпретировано как конкретный объект). Таким образом, для определения местоположения абонента необходимо, прежде всего, получить информацию о позиции (координатах) терминала. [6]

В сотовых сетях имеются следующие способы определения позиции:

· На основе мобильной станции (MS-based) без участия сетевой инфраструктуры: МС измеряет уровень сигнала и определяет местоположение независимо от сотовой сети.

· С поддержкой сети (Network-assisted): процесс определения местоположения происходит главным образом в MС, однако MС получает поддержку от сети.

· С поддержкой мобильной станции (MS-assisted): MС измеряет уровни принимаемых от БС сигналов, а сеть определяет местоположение.

· На базе сети (Network-based): сеть выполняет все функции, связанные с определением местоположения.

Каждый из перечисленных выше способов определения позиции поддерживается одним или несколькими специально разработанными методами (технологиями) позиционирования (классификация методов будет представлена ниже), которые постоянно развиваются и претерпевают изменения или добавляются новыми методами, позволяющими устранить или минимизировать недостатки прежних.

Базовыми методами позиционирования, на основе которых впоследствии были разработаны дополнительные усовершенствованные методы, в том числе включающие в себя комбинации из числа базовых методов, являются следующие:

- определение местоположения (позиционирование) по соте в зоне покрытия (Cell Identifications, Cell ID);

- позиционирование по времени прохождения сигнала "туда и обратно" RTT (Round Trip Time);

- позиционирование по разнице времени прохождения TDоA (Time Difference оf Arrival);

- позиционирование по уточненной разнице времени прохождения E-OTD (Enhanced Observed Time Difference);

- всемирная спутниковая радионавигационная система GPS;

- позиционирование по времени распространения сигнала TоA (Time оf Arrival);

- позиционирование по углу падения сигнала AоA (Angle оf Arrival);

- позиционирование по опорному узлу RNBP (Reference Node Based Positioning);

- позиционирование по времени задержки сигнала, поступающего на мобильный терминал (МТ), AFLT (Advanced Forward Link Triangulation) и EFLT (Enhanced Forward Link Triangulation) (методы, используемые в сетях CDMA).

Методы позиционирования являются основой систем (платформ) позиционирования, устанавливаемых на сетях операторов связи для определения местоположения абонентов. Системы позиционирования строятся на базовых методах, комбинациях базовых методов, на базовых с новыми дополнительными функциями, либо на фирменных решениях, позволяющих улучшить точность определения позиции.

2.1.1 Cell Identifications (Cell ID)

Метод Cell ID предусматривает определение местоположения абонента по активной соте, в которой он находится.

Плюсом метода Cell ID является то, что метод не требует доработки МС. Погрешность определения координат МС в данном случае соизмерима с размерами соты (ячейки) и может достигать в сетях стандарта GSM 150 м в городе и 20-30 км в сельской местности, а в сетях CDMA - до 50 км. Такая точность слишком мала, и назвать эти величины приемлемыми нельзя.

Более высокую точность определения местоположения мобильной станции в ячейке обеспечивает технология Cell ID-ТА, основанная на определении величины задержки распространения сигнала (Timing Advance, ТА) от базовой станции до мобильной станции в пределах ячейки. Для определения ТА в режиме ожидания система определения местоположения инициирует пейджинг (своеобразный незаметный абоненту вызов) мобильной станции, в результате сеть получает идентификатор БС и значение величины задержки ТА. С помощью временной задержки рассчитывается удаление МС, при этом получается окружность, на которой она может находиться. Учитывая, что базовые станции имеют антенны, расположенные по секторам, можно определить, в каком секторе находится МС. Точность определения местоположения МС зависит от топологии радиосети и прочих условий. Полученные таким образом координаты МС являются примерными.

Проблема в том, что сектор может составлять от 30 до 120 градусов, и разброс величин достаточно большой. При использовании в сети оператора секторных антенн с углами 30/45 градусов точность в среднем составляет около 200-300 метров.

В сети доступа UTRAN данная технология также может использоваться с некоторыми изменениями. Код ID соты, в зоне которой находится МС, можно определить не только с помощью пейджинга, но и с помощью других процедур UTRAN. Вместо ТА в сетях UTRAN возможно измерение следующих параметров:

- разница между временем приема сигнала и реальным временем (Real Time Difference, RTD);

- отклонение времени приема (Rx Timing Deviation, RxTD);

- задержка времени распространения сигнала от абонентского оборудования (User Equipment Timing Advance, UETA).

2.1.2 RTT (Round Trip Time)

RTT - время между отправкой запроса и получением ответа. При помощи данного метода рассчитывается расстояние от базовой станции (БС) или LMU (Location Measurement Unit, модуль измерения местоположения) до МС с использованием модели распространения сигнала (Рис. 2.1). Расстояние - это радиус круга вокруг базовой станции. Поэтому, если это возможно, для более точной оценки положения МС следует использовать в вычислениях данные измерений времени RTT от соседних БС. Тогда МС будет находиться в точке пересечения трех окружностей соседних БС, расположенных в центрах этих окружностей. Погрешность оценки местоположения МС определяется пределами погрешностей всех измерений RTT.

Рис. 2.1 - Метод позиционирования RTT

Расстояние между МС и БС можно выразить через время и скорость радиоволны определяется выражением (1):

D=RTT*c/2+e, (1)

где:

D - расстояние от МС до БС;

c - скорость распространения радиоволны в соте, равная скорости света в свободном пространстве;

RTT - время обращения;

e- погрешность измерений.

Точность измерения RTT в сетях UMTS значительно выше.

2.1.3 TDоA (Time Difference оf Arrival)

Метод TDоA основывается на измерении разности времени прихода сигнала от двух БС сотовой сети. Этот подход также известен как метод "гиперболической навигации", который является основой многих систем радионавигации, включая GPS. Методика следующая: сигнал, переданный МС, достигает двух различных БС сети, но более близкая БС получает сигнал немного раньше. Разность во времени прихода сигнала преобразуется, путем учета скорости распространения радиоволн, в разность расстояний. Если известно, что вызывающий абонент на 1200 метров ближе к одной БС сети, чем к другой, то это соответствует его положению на некоторой гиперболе на поверхности. Добавление третьей БС сети и другой гиперболической кривой указывает точно положение вызывающего абонента на месте пересечения двух кривых(Рис.2.2).

Рис. 2.2 - Метод позиционирования TDоA

Для реализации этой методики на практике две БС должны быть очень точно и надежно синхронизированы по времени. Учитывая, что скорость распространения радиоволн равна скорости света, ошибка в определении времени в одну наносекунду соответствует ошибке в определении местоположения около 30 сантиметров. При ухудшении синхронизации между БС, TDоA-измерения становятся неточными, гиперболы "размываются", и ошибка определения местоположения соответственно увеличивается. В сети CDMA часы в базовых станциях, получающие синхросигналы от спутников GPS, могут синхронизироваться между собой с точностью не хуже 100 наносекунд, что соответствует точности 30 метров по местоположению.

Реализация данной технологии в системах с кодовым разделением каналов (CDMA) осложняется одним существенным недостатком, называемым "проблемой близости", когда МС находится вблизи обслуживающей БС. В этом случае очень трудно различить сигналы МС на других БС, участвующих в определении местоположения. Есть несколько способов решения этой проблемы. Например, применяя интерференционный подавитель, можно частично удалить мешающие сигналы и обнаружить слабые сигналы МС, удаленной от базовых станций. Однако на текущий момент времени этот подход довольно затруднителен в реализации и экономически себя не оправдывает.

2.1.4 E-OTD (Enhanced Observed Time Difference)

Метод E-OTD позволяет определить местоположение абонента в сети сотовой связи без применения систем спутниковой навигации.

Метод E-OTD основан на измерении времени прохождения сигнала от БС до двух точек, первая из которых - МС, а вторая - специальная станция измерения LMU, координаты которой известны. МС и станция измерения синхронизируются (вычисляется смещение во времени), параллельно определяются координаты МС. Для правильного решения задачи необходимо задействовать как минимум три БС (Рис. 2.3). Точность определения координат в E-OTD варьируется от 50 до 125 метров в зависимости от ландшафта. Необходимые вычисления могут производиться как МС, так и аппаратурой сотовой сети, но в любом случае требуется доработка программного обеспечения MC или SIM-карты.

Рис. 2.3 - Метод позиционирования E-OTD

В системе работают: МС, три БС и станция измерения. Координаты станции измерения и БС известны. Часы МС и станции измерения не синхронизированы - на каждых свое время. Первая БС посылает импульс на МС и на станцию измерения. На МС абонента и на станции измерения отмечается время прибытия сигнала; значение времени, отмеченное на МС, отправляется на станцию измерения (возможен вариант, когда расчеты ведутся на самой МС). Эта операция совершается минимум три раза с участием разных БС. Все манипуляции нужно проделывать быстро, чтобы абонент не успел переместиться на значительное расстояние. После того, как данные о времени поступления сигналов собраны, производятся расчеты. Для вычисления координат абонента необходимо решить простую систему уравнений (2):

R1 - r1 = v( T1 - t1 + dt ),

R2 - r2 = v( T2 - t2 + dt ), (2)

R3 - r3 = v( T3 - t3 + dt ),

где R - расстояние от БС до МС, r - расстояние от БС до станции измерения, T - время поступления сигнала на МС, t - время поступления сигнала на станцию измерения, v - скорость распространения радиоволн, dt - смещение во времени между МС и станцией измерения. Как видно, в системе три неизвестные величины (R можно выразить через x, y) - координаты МС (х,y) и dt, так что вычисление координат становится тривиальной задачей.

2.1.5 GPS и A-GPS

Метод GPS (Global Positioning System) состоит в том, что GPS-приемники встраиваются в сотовые телефоны для решения задачи их позиционирования. Метод GPS основан на оценке времени распространения радиосигналов со спутников. Основные достигаемые при этом преимущества включают в себя: достаточно высокую точность определений и глобальное покрытие.

Первый недостаток метода - это необходимость модификации радиотелефона путем добавления в него GPS приемника и средств передачи координатной информации в сотовую сеть; при этом включение GPS приемника в состав радиотелефона увеличивает его стоимость. На настоящий момент существует еще несколько технических проблем. Так, пользователи обычных GPS-приемников знают, что определение координат возможно лишь на открытых пространствах, в зданиях, низинах, центрах городов или под плотной листвой приемники не работают - не хватает мощности или происходит потеря сигналов со спутников. В больших городах зачастую сигнал экранируется расположенными вокруг зданиями. Последний минус заключается в медленном приходе в состояние готовности после включения питания - если приемник был выключен, то может потребоваться 30-90 секунд (а в некоторых случаях и до 15 минут) для получения первого отсчета.

Производители и операторы сетей сотовой связи постарались обойти эти ограничения, задействовав в определении координат саму сотовую сеть. Именно поэтому технология называется A-GPS (А - от английского слова assisted). A-GPS - это система глобального позиционирования с поддержкой от сотовой сети.

Процесс определения координат в этом случае выглядит несколько иначе. Сигнал также поступает на МС, но затем он передается в сеть подвижной связи, где и производится расчет координат МС, передаваемых затем обратно на МС. Основная идея технологии - развернуть наземную сеть GPS так, чтобы ее приемники уверенно принимали сигналы от видимых в районе действия наземных сетей подвижной связи общего пользования (PLMN) навигационных спутников и могли функционировать непрерывно. Наземная сеть навигационных приемников соединяется с PLMN. По запросу мобильной станции или PLMN на мобильную станцию от наземной сети GPS передаются вспомогательные данные, которые позволяют улучшить характеристики встроенного в мобильную станцию GPS-приемника.

Опорные приемники собирают навигационные сообщения со всех спутников, видимых в данном сегменте сотовой сети. Наиболее важная информация (прежде всего, эфемериды и временные параметры спутников) впоследствии передается на встроенные в мобильную станцию приемники GPS через сегмент с коммутацией пакетов сети подвижной связи (GPRS). Наличие таких сведений значительно облегчает работу мобильного GPS приемника. Поскольку демодуляция сигналов навигационных спутников происходит с относительно низкой скоростью, то спутниковые сигналы должны быть достаточно мощными. Такая ситуация порой невозможна из-за неблагоприятных особенностей местности, когда, например, абонент находится в городском районе с высокой плотностью застройки, и для самостоятельного приема этих данных мобильному GPS приемнику требуется непрерывно находиться в зоне устойчивого приема спутникового сигнала от 18 до 30 секунд. В то же время, для определения собственно псевдорасстояния приемнику GPS достаточно "видеть" спутник несколько секунд. Кроме того, без вспомогательной информации, приемнику GPS необходимо отслеживать около 12 кГц спектра для учета доплеровского сдвига частоты, а также весь период (1023 символа) псевдослучайной последовательности, используемой для формирования широкополосного шумоподобного сигнала на спутниках.

Точность расчетов при использовании метода A-GPS может составить от 5 до 50 метров, в то время как GPS обеспечивает от 2-3 до 15 метров (в новых моделях приемников).

В некоторых сетях, (к примеру, в сетях CDMA) БС могут быть оснащены своими GPS- антеннами и, соответственно, приемниками. Они могут выступать в качестве ретранслятора сигнала от спутников. При ретрансляции, правда, возникает дополнительная погрешность, и точность определения координат уменьшается (от 5 до 400 метров). Однако за счет ретрансляции сигнала от БС достигается работа сервиса даже там, где в прямой видимости нет спутников или сигнал достаточно слабый (например, в помещениях). Время расчета текущих координат составляет от 20 до 40 секунд, в среднем это все-таки порядка 20 секунд.

Методы GPS и A-GPS реализуются на оценке сигналов, получаемых от наиболее развитой и популярной спутниковой системы GPS (Global Positioning System, концепция NAVSTAR GPS - NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System), разработанной и эксплуатируемой США.

В настоящее время запущена в эксплуатацию космические аппараты российской системы ГЛОНАСС (Глобальная Навигационная Спутниковая Система), а также появились телефоны с приемниками ГЛОНАСС. По результатам измерений расстояний до трех спутников приемник может определить свое точное положение, а использование данных четвертого спутника позволяет определить не только широту, долготу и время, но и высоту. Третий спутник при решении задачи позиционирования по двум координатам и четвертый при трехмерном позиционировании необходимы для компенсации ошибок, обусловленных неточностью внутренних часов приемника, а также других факторов, в частности, случайных отличий скорости распространения радиоволн в атмосфере от величины, используемой при расчетах и интерференционных помех, обусловленных многолучевостью. Для исключения ионосферных погрешностей при навигационных измерениях каждый из спутников излучает шумоподобные непрерывные навигационные радиосигналы в двух диапазонах частот1600 МГц (L1) и 1250 МГц (L2).

Принцип определения местоположения в системе ГЛОНАСС такой же, как и в GPS т.е. для определения местоположения используется измерение дальности до спутников путем оценки времени распространения радиосигналов, излучаемых со спутников.

Навигационные системы GPS и ГЛОНАСС независимы, но совместимы, что позволяет использовать их как единую Глобальную Навигационную Спутниковую Систему (ГНСС) и тем самым повысить точность определения местоположения абонентов.

2.1.6 TоA (Time оf Arrival)

Этот метод описывается в технических спецификациях на системы определения местоположения в GSM. Теоретически он применим также и в UTRAN, но разработчиками стандарта не рекомендован. Метод определения местоположения ТоА может применяться для используемых сегодня мобильных станций без их модернизации.

Метод TоA основан на времени прибытия сигнала. Измеряются и сравниваются временные интервалы прохождения сигнала от МС до нескольких БС (Рис. 2.4), используя абсолютные значения установленного времени. А по разности времени прибытия служебного сигнала на "видимые" соты сетевой узел MLC (Mobile Location Center - центр мобильной локализации) рассчитывает местоположение абонента с помощью триангуляционного алгоритма. Точность позиционирования в центре крупного города не будет выше 125 метров, а на окраинах - 1000 метров.