Informacja jako bodziec integracji systemów niskoprądowych

W dzisiejszych czasach w ogromnym tempie wzrasta liczba źródeł informacji, jakie musimy przyswajać. Nie tylko liczba docierających do nas informacji, ale również kanałów (technologii) jakimi je odbieramy sprawia, że informacje przestają być dla nas czytelne i właściwie interpretowane. O ile trudno jest zmniejszyć ich ilość, o tyle optymalizacja sposobu ich przekazywania powoduje zarówno wygodniejszy, jak i bardziej czytelny odbiór.

W ostatnich latach obserwujemy w życiu codziennym wiele inicjatyw mających na celu integrację odrębnych systemów czy technologii. Bardzo dobrym przykładem może być telefon komórkowy, który początkowo służył jedynie do rozmów. Dzisiaj jednak służy nam zarówno do obsługi wszelkich kanałów komunikacji (głos, wideo, e-mail, sms, chat) oraz – dzięki wykorzystaniu Internetu – jako niemal nieograniczone źródło informacji.

Podobna tendencja występuje w systemach ogólnie nazywanych teletechnicznymi, gdzie dzięki standaryzacji protokołów powstają platformy umożliwiające zbieranie i przekazywanie informacji w sposób nieskomplikowany i czytelny. Dzięki stale postępującej migracji wszystkich technologii w kierunku IP, zbieranie informacji z różnych systemów odbywa się prościej. Zarezerwowana początkowo dla protokołu komunikacyjnego nazwa IP (Internet Protocol), stała się dziś synonimem nowej generacji społeczeństwa informacyjnego oraz nowej jakości systemów zbierania i przetwarzania informacji.

Wspólna platforma jako źródło informacji

Platformę do zarządzania globalnego budynkiem zwaną BMCS (Building Management and Control System) można podzielić na dwa podstawowe podsystemy:

• BMS – Building Management Systems,
• SMS – Security Management System.

Rys. 1. Przykład systemu BMCS (Building Management and Control System)

Ze względu na elastyczne podejście do integracji systemów oraz coraz bardziej zacierające się granice technologiczne pomiędzy systemami, bardzo trudno jest jednoznacznie określić granice pomiędzy BMS-em i SMS-em. Systemy BMS służą przede wszystkim do zarządzania (sterowania), monitorowania, optymalizacji oraz wizualizacji instalacji i urządzeń technicznych w budynkach. W ich zakres wchodzą głównie systemy szeroko pojętej automatyki budynku, systemy wentylacji i klimatyzacji, instalacje oświetleniowe i grzewcze oraz monitoring mediów.

Systemy SMS to głównie integracja i wizualizacja w zakresie systemów bezpieczeństwa. W systemach BMS sposób zbierania i przetwarzania informacji opiera się w głównej mierze na wykorzystaniu sterowników PLC, do których podłączone są elementy wykonawcze (zawory, pompy itp.) i pomiarowe (czujniki temperatury, poziomu itp.) oraz oprogramowania typu SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) odpowiedzialne za zbieranie, przetwarzanie i archiwizowanie danych. Za pomocą oprogramowania użytkownik ma możliwość sterowania urządzeń, m.in. przez zmianę parametrów pracy urządzeń wykonawczych. Istnieje możliwość rozszerzenia zakresu kontrolowanych systemów przez wykorzystanie portów szeregowych czy protokołu IP.

W przypadku systemów SMS sytuacja jest bardziej złożona i uwarunkowana zarówno względami technicznymi, jak i prawnymi. Integracja systemów bezpieczeństwa najczęściej polega na połączeniu na jednej platformie autonomicznych systemów odpowiedzialnych za różne zakresy ochrony osób i mienia. Dzięki wykorzystaniu do integracji interfejsów na różnych poziomach logicznych (od styków elektrycznych poprzez protokoły przemysłowe po warstwę aplikacyjną) istnieje możliwość zintegrowania
takich systemów jak telewizja przemysłowa, system alarmowy, kontrola dostępu, system sygnalizacji pożaru itp. Poziom integracji pomiędzy poszczególnymi podsystemami zależy w głównej mierze od potrzeb klienta i dostępnych interfejsów konkretnych komponentów.

Ze względu na obszerność zagadnienia obejmującego integrację we wszystkich możliwych obszarach oraz na stosunkowo rzadkie omawianie integracji w zakresie systemów teletechnicznych, w artykule skoncentrowano się na omówieniu możliwości i zalet wynikających z integracji systemów bezpieczeństwa. Na przykładzie platformy TechLink firmy Emtel System zostanie przedstawione nowoczesne i bardzo elastyczne podejście do integracji i zarządzania informacjami.

Idea integracji

Biorąc pod uwagę zarówno liczbę instalowanych na obiektach różnych systemów, jak i poziom ich zaawansowania technicznego, nie tylko zbieranie informacji, ale ich właściwe przetwarzanie i możliwie szybkie kierowanie do odpowiednich osób jest bardzo istotne. Dostarczenie czytelnego i prostego w użyciu narzędzia, które umożliwi w jak najkrótszym czasie odebranie informacji, a dzięki temu podjęcie właściwych działań, jest kluczem do zapewnienia odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa na obiekcie i minimalizacji kosztów związanych z zaistniałą sytuacją.

Nowatorskie podejście firmy Emtel System przy tworzeniu platformy integracyjnej TechLink umożliwia nie tylko zapewnienie wspomnianych wcześniej założeń, ale daje szanse budowania nawet bardzo skomplikowanych zależności pomiędzy systemami.

Generowanie raportów może następować w sposób ręczny lub automatyczny. Generowanie raportów automatycznych może następować w określonych odstępach czasowych oraz w przypadkach zaistnienia zdefiniowanego zdarzenia. Dzięki takim możliwościom w znaczącym stopniu skracamy czas potrzebny na analizy, przy jednoczesnym bardzo wysokim poziomie kontroli. Funkcje te powodują, że TechLink umożliwia nie tylko analizę zdarzeń już powstałych, ale wykonanie działań prewencyjnych, zmniejszających ryzyko pojawienia się podobnego zdarzenia w przyszłości.

Poza informacjami związanymi z optymalizacją pracy i ograniczeniem kosztów funkcjonowania budynku na platformie, możliwe jest zbieranie i przetwarzanie informacji związanych z bezpieczeństwem osób. Jest to możliwe dzięki wykorzystaniu np. urządzeń mobilnych (telefonów DECT lub pagerów) wyposażonych w alarmy osobiste i funkcję lokalizacji. Alarmy te mogą być generowane zarówno przez osoby (naciśnięcie przycisku lub wyciągnięcie zawleczki), jak też automatycznie – przy wykorzystaniu żyroskopu (upadek lub bezruch). Pojawienie się takiego alarmu w systemie może skutkować zarówno przesłaniem informacji do zespołu ratunkowego z informacją kto, gdzie i kiedy uległ wypadkowi, jak i wysłaniem informacji do innych systemów (np. KD – zwolnić elektrorygiel w danym pomieszczeniu, automatyki – wyłączyć odpowiednie urządzenie).

Bardzo ważnym zagadnieniem dotyczącym zarządzenia informacją kierowaną do użytkowników systemów jest nie tylko czytelny jej przekaz, ale i dostępność, a co się z tym wiąże – dostęp do niej przez osoby przemieszczające się. Dla zapewnienia tej funkcjonalności platforma TechLink umożliwia wykorzystanie funkcji wiadomości tekstowych dostępnych na platformach GSM i DECT. O ile wykorzystanie technologii GSM daje nam niemal nieograniczony zasięg terytorialny, o tyle zastosowanie technologii DECT umożliwia
wykorzystanie zaimplementowanej na platformie unikalnej funkcjonalności interaktywnych wiadomości tekstowych.

Wysyłanie informacji na telefony GSM w formie wiadomości SMS (Short Message Service) umożliwia przesłanie informacji zawierającej wszystkie dostępne na platformie informacje. Jednak już sama interpretacja odebranej wiadomości może być obarczona znacznym błędem. Jest to związane z tym, że jedyną możliwością weryfikacji jest numer telefonu nadawcy, a reszta jest to ręcznie wpisana treść przez właściciela telefonu. Zupełnie inaczej wygląda funkcjonalność wiadomości interaktywnych.

Każda wiadomość interaktywna jest opatrzona następującymi informacjami:

• numer telefonu odbiorcy – określenie adresata,
• treść – opis zdarzenia ze znacznikiem czasu,
• identyfikator wiadomości – unikalny numer identyfikujący zdarzenie w systemie,
• priorytet – 7 poziomów określających ważność zgłoszenia,
• sposób prezentacji wiadomości na telefonie – liczba sygnałów, kolor itp.,
• możliwe dostępne funkcje w menu kontekstowym – opcje wyboru, typu: akceptuj/odrzuć, włącz/ wyłącz lub sterowanie poprzez zmianę parametrów,
• żądanie automatycznego potwierdzenia odbioru przez aparat.

Powyższa lista przesyłanych, możliwych do zdefiniowania parametrów w znaczący sposób podnosi bezpieczeństwo i ułatwia obsługę. Jest to związane z tym, że w systemie zostaje zarejestrowana nie tylko informacja o tym, że do danego użytkownika została przesłana informacja, ale również fakt jej otrzymania, sposób i rodzaj reakcji (przyjął/odrzucił), informacja czy wykonał czynności związane z zaistniałym zdarzeniem (wykonane/nie wykonane).

Wiadomości zwrotne są identyfikowane i rejestrowane w systemie (przez unikalny numer) jako odpowiedź na konkretne zdarzenie. Nie muszą one zawierać informacji wyłącznie związanych z użytkownikiem, ale również mogą służyć do wysterowania innych systemów, jak SSWiN (włącz/wyłącz syrenę), CCTV (włącz nagrywanie), KD (otwórz drzwi) automatyki (włącz/wyłącz zasilanie) itp.

Korzyści płynące z integracji

Analizując korzyści, jakie daje integracja, należy wziąć pod uwagę poniższe aspekty:

• redukcja kosztów,
• wzrost funkcjonalności,
• zwiększona niezawodność,
• sprawniejsze zarządzanie.

Dzięki zastosowaniu platformy TechLink, organizacje efektywnie gospodarują i zarządzają nie tylko swoim majątkiem, ale przede wszystkim zespołem osobowym. Omawiana technologia zwiększa komfort i bezpieczeństwo pracowników, jednocześnie minimalizując ryzyko pojawienia się przestojów w produkcji oraz strat związanych ze zdarzeniami losowymi czy włamaniem.

Przykłady związane ze wzrostem funkcjonalności zostały już wcześniej przytoczone. Są one połączone głównie z wykorzystaniem pewnych charakterystycznych funkcjonalności dostępnych w poszczególnych podsystemach: rejestracja i analiza obrazu (system CCTV), identyfikacja osób (system KD), mobilność i lokalizacja (system DECT) i wiele innych.

Mówiąc o wzroście funkcjonalności, mówimy jednocześnie o podniesieniu bezpieczeństwa i komfortu pracy w danym obiekcie. System zintegrowany pozwala na szybkę reakcję na takie zdarzenia, jak alarmy personalne, alarmy z systemów bezpieczeństwa, informacje o zmianie parametrów, zakłócenia w dostawach mediów i inne. Daje to możliwość szybkiej reakcji na alarmy lub awarie, przez co uzyskujemy znaczny wzrost bezpieczeństwa oraz ograniczenie kosztów.

Zwiększona niezawodność związana jest w głównej mierze ze wzajemnym nadzorem zintegrowanych podsystemów. Ma to szczególne znaczenie, ponieważ niektóre systemy nie posiadają wbudowanych mechanizmów samokontroli i zewnętrzny nadzór znacznie poprawia bezpieczeństwo pracy (mogą być kontrolowane przez inny podsystem albo przez jednostkę nadzorującą). Duży wpływ na niezawodność ma jednak również scentralizowany monitoring stanów krytycznych i szybka reakcja. Dzięki temu w wielu przypadkach jesteśmy w stanie zapobiec trwałemu uszkodzeniu urządzenia, co w znacznym stopniu wiąże się z ograniczeniem kosztów.

Liczba obecnie instalowanych na obiekcie systemów i różnorodność interfejsów używanych do zarządzania nimi powoduje, że właściwe zarządzanie oddzielnymi systemami może wiązać się zarówno z pewnymi trudnościami, jak i sporym zaangażowaniem czasowym. Zintegrowana platforma jest najlepszą odpowiedzią na te wyzwania. Administrator ma możliwość za pomocą jednego interfejsu zarządzania poszczególnymi podsystemami oraz budowania dowolnych zależności pomiędzy nimi.

Podsumowanie

Opisywane w artykule zagadnienie można rozwijać w wielu aspektach. Omówione zalety, podparte przykładami, wskazują jednocześnie kierunek, w jakim zmierzają obecnie implementowane systemy. Kluczowym aspektem – zarówno w przypadku nowych instalacji, jak i modernizacji istniejącej infrastruktury – jest dobór odpowiedniej platformy łączącej systemy, która jednocześnie spełni nasze obecne i pojawiające się w przyszłości oczekiwania.

Możliwy zakres integracji

Platforma TechLink wykracza poza funkcjonalności, jakie zostały przewidziane dla zintegrowanych systemów bezpieczeństwa (SMS). Umożliwia ona w bardzo elastyczny sposób integrację zarówno systemów bezpieczeństwa, komunikacji, jak i automatyki.

Za pomocą protokołu komunikacyjnego IP możemy połączyć
m.in.:

• systemy komunikacji przewodowej (PBX, IP PBX),
• systemy komunikacji bezprzewodowej wraz z opcjonalną funkcją bezpieczeństwa personalnego i lokalizacją (DECT, IP DECT, GSM, Paging),
• telewizję przemysłową (CCTV),
• system sygnalizacji włamania i napadu (SSWiN),
• kontrolę dostępu (KD),
• rejestrację czasu pracy (RCP),
• systemy przeciwpożarowe,
• szpitalne systemy przywoławcze,
• systemy automatyki,
• układy pomiarowe,
• aplikacje nadzorujące systemy (BMS, HVAC, BAS).

Jak łatwo zauważyć, niektóre z wymienionych systemów są bezpośrednio wykorzystywane przez nadrzędne systemy do zarządzania budynkiem (BMS). Jest to przykład zacierania się granic pomiędzy systemami BMS i SMS. Tak szeroki zakres integrowanych systemów jest możliwy dzięki wykorzystaniu standardu OPC (Openness, Productivity, Collaboration) jako wspólnego języka do wymiany informacji.

Znany głównie z systemów informatycznych i automatyki standard, zastosowany również do integracji systemów bezpieczeństwa, daje niemal nieograniczone możliwości tworzenia zależności pomiędzy systemami. Dzięki pracy w architekturze klient – serwer, poza elastycznością konfiguracji zapewnia bardzo wysoki poziom niezawodności.

Elastyczność platformy nie jest związana jedynie z aspektami funkcjonalnymi, ale również z możliwymi do użycia interfejsami. Niejednokrotnie zdarza się, że przy realizacji projektu niezbędne jest wykorzystanie
istniejących już na obiekcie systemów. Do tego celu możliwe jest użycie portów szeregowych lub nawet styków elektrycznych. Dzięki zastosowaniu odpowiednich konwerterów, możliwe jest podłączenie ich do scentralizowanego systemu zarządzania. Oczywiście, funkcjonalność jaką możemy dzięki temu uzyskać jest znacznie zmniejszona, lecz w wielu przypadkach wystarczająca do spełnienia potrzeb klientów.

Rys. 2. Przepływ informacji w systemach zintegrowanych

Zarządzanie informacją na platformie TechLink

Szeroko pojęte zarządzanie informacją polega na: zbieraniu informacji, przetwarzaniu danych, wizualizacji stanów, dystrybucji informacji do innych systemów/podsystemów lub osób odpowiedzialnych za reakcję oraz raportowaniu.

Zbieranie informacji polega na odbiorze danych identyfikujących procesy zachodzące w ramach poszczególnych podsystemów (np. autoryzacja użytkownika X w systemie kontroli dostępu) lub związanych ze zmianą stanu urządzeń końcowych (np. aktywacja czujki ruchu w systemie SSWiN) czy zmiana wartości mierzonych (w systemach pomiarowych).

Przetwarzanie danych jest jednym z kluczowych elementów funkcjonalności platformy. Właściwa analiza zapewnia odpowiednią reakcję na stany alarmowe oraz interakcję pomiędzy systemami. Odpowiedzialne za to są reguły zapisane w bazie danych. Do ich tworzenia wykorzystywany jest tzw. generator reguł, dzięki któremu osoba konfigurująca system wprowadza wszelkie możliwe zależności w ramach podsystemów, definiuje parametry stanów niewłaściwych/alarmowych oraz działania, jakie powinny zostać wygenerowane w przypadku ich pojawienia się.

Rys. 3. Platforma integracyjna TechLink

Podstawowym narzędziem wizualizacji stanów (poza urządzeniami pracującymi w ramach podsystemów) jest aplikacja komputerowa, gdzie na schemacie instalacji lub podkładzie budynku następuje zmiana (np. kolorystyki elementu). Nie oznacza to jednak, że komputer jest jedynym źródłem informacji dla użytkownika. Istnieje możliwość podłączenia do platformy różnego rodzaju urządzeń wizualizacyjnych, np. dedykowanych tablic synoptycznych wyświetlających informacje (np. liczba aktywnych urządzeń i ich parametry, parametry środowiska w pomieszczeniach i wiele innych) czy sygnalizatorów akustyczno-optycznych.

Rys. 4. Przepływ informacji na platformie TechLink

Bardzo istotną cechą TechLinka jest to, że aplikacja wizualizacyjna nie służy jedynie do biernego odzwierciedlenia stanów poszczególnych urządzeń, ale również umożliwia wymuszenie odpowiednich działań (np. rozpoczęcie rejestracji danej kamery w systemie CCTV, zwolnienie elektrozaczepu w systemie KD lub aktywację/deaktywację systemu alarmowego).

Dystrybucja informacji realizowana jest na podstawie reguł zawartych w generatorze i polega na rozesłaniu danych do wszystkich komponentów platformy, które powinny na nią zareagować. Dotyczy to zarówno podsystemów, jak i aplikacji (np. wizualizatora). Wymiana informacji pomiędzy systemem CCTV i KD może polegać np. na otwarciu szlabanu na podstawie analizy tablicy rejestracyjnej podjeżdżającego samochodu. Jednocześnie ta sama informacja o zdarzeniu może trafić na przykład na telefon bezprzewodowy ochrony – w tym przypadku rozszerzona np. o nazwisko właściciela pojazdu (jeżeli takie dane zawarte są w bazie).

Raportowanie daje możliwość pełnej kontroli poprawności działania systemu i wyciąganie wniosków z zaistniałych sytuacji. Dzięki posiadaniu platformy zbierającej i przetwarzającej informacje pochodzące z różnych źródeł, możliwe jest generowanie zbiorczego raportu obejmującego wszystkie zaistniałe zdarzenia.

Rys. 5. Przykładowe stanowisko ochrony

Prezentacja danych historycznych może być realizowana w dwojaki sposób: aktywny lub pasywny. Raporty aktywne dostępne są wyłącznie przy aktywnym połączeniu z platformą i umożliwiają nie tylko ich oglądanie w formie tabelarycznej czy wykresu, ale umożliwiają interakcję z systemami, jakie zarejestrowały określone zdarzenie (np. uszkodzenie maszyny zostało zarejestrowane przez system monitoringu wizyjnego, a więc przez jedno kliknięcie myszki mamy dostęp do zarejestrowanego obrazu obejmującego dane zdarzenie). Raporty pasywne są generowane w zdefiniowanej formie (tabel lub wykresów) i zapisywane na serwerze lub rozsyłane pocztą e-mail.