И.А. Паромова - заместитель начальника ГУ Архангельский ЦГМС-Р

Северное УГМС  относится к сети арктических управлений Росгидромета, с огромной зоной ответственности, охватывающей территории Архангельской, Вологодской областей, Ненецкого, Ямальского района Ямало-Ненецкого, Хатангского районов Таймырского (Долгано-Ненецкого) Автономных округов и республики Коми. На этой обширной территории действуют 115 гидрометеорологических станции, 225 гидрометеорологических постов. В состав основной наблюдательной сети  входят 37 труднодоступных и полярных станций на побережье Белого, Юго-востока Баренцева и Карского морей т.е. на территориях Архангельской области, Ненецкого, Ямало-Ненецкого и  Таймырского АО. Все перечисленные субъекты РФ в настоящее время являются инвестиционно - привлекательными в связи с бурным освоением различных запасов углеводородного сырья, а значит и необходимостью специализированного гидрометеорологического обслуживания, что невозможно без надежных средств связи.

Основная проблема в организации сбора информации и обмена данными с сети станций заключается в том, что до настоящего времени там практически отсутствуют телефонные сети общего пользования (ТСОП) и основными средствами связи, как известно, являются собственные средства связи. Передача информации от станций с территорий Архангельской области и Ненецкого АО осуществляется азбукой Морзе по КВ-связи на частотах 3895, 5175,6986 кГц. Сбор данных осуществляется центральной радиостанцией Архангельск (ЦРС Архангельск) с использованием арендованного в ОРТПЦ радиопередатчика Р-653, мощностью 1 квт на частоте 421 кГц СВ - диапазона. На станциях эксплуатируются  радиостанции типа «Полоса», «Арктика», «Барк», радиоприемники «Волна» 70-80-х годов выпуска.

В связи с малой мощностью радиостанций и большой протяженностью радиотрасс (рис.1), передача информации с отдельных ТДС ЕТР до 2003 года осуществлялась через одну-две кустовых радиостанции (КРС Мосеево и Индига) с полным ручным переприемом. Качество связи на КВ каналах с большинством ТДС (до начала эксперимента с пакетной передачей данных 2003 года ) не превышало 2-3 балла, а полнота сбора в отдельные дни опускалась до 40 %.  Несколько лучше оказалась ситуация на территориях бывшего Амдерминского и Диксонского УГМС, где на станциях имеются радиопередатчики типа «Арктика» и  Р-653 мощностью 0,25-1, кВт. Центральная радиостанция Диксон работает на частоте 428,6 кГц, полярные станции на частотах 359 кГц и 555кГц.

 

Рис. 1 Схема радиосвязи ТДС Северного УГМС

Несмотря на серьезные трудности материально-технического снабжения наших  станций и текучести кадров, радиотехнические средства и антенно-мачтовое хозяйство удается с большим трудом поддерживать в работоспособном состоянии. В основном, это достигается за счет технических знаний и ответственности действующих начальников станций, их многолетнего опыта работы, полном освоении различных смежных профессий от радиста-метеоролога до дизелиста, строителя и антеннщика. Вместе с тем, в связи с техническим износом оборудования, уже десятилетие  перед Северным УГМС и другими управлениями Росгидромета  стоит задача капитальной реконструкции и замены средств радиосвязи и самой технологии сбора данных с сети труднодоступных станций.

Внимательно отслеживая все новые разработки, созданные в сфере телекоммуникаций в последнее время, Северное УГМС совместно с ААНИИ и ВНИИГМИ-МЦД под эгидой ГРМЦ  с 1999 года принимает участие в испытаниях оригинальной системы передачи информации по каналам радиосвязи, разработанной в Томском политехническом институте (ООО «Инком»). В 2002 году Росгидрометом в рамках темы НИОКР 1.2.4.3. (р) было подготовлено техническое задание на адаптацию выносного интеллектуального пульта (далее ВИП-М) для подготовки, передачи и сбора данных с сети труднодоступных станций с автоматическим вводом информации в ЦКС. Фирмой ООО «Инком» было разработано необходимое программное обеспечение, по техническому проекту, подготовленному ГРМЦ, ААНИИ и ВНИИГМИ-МЦД. В том же 2002 году на базе Северного УГМС совместно с представителями всех заинтересованных сторон успешно была проведена опытная эксплуатация системы пакетной передачи данных по каналам действующей радиосвязи (с использованием сети каналов КВ и УКВ- связи)  на двух станциях управления МГ-2 Мудьюг, М-2 Архангельск (Юрос).

В результате опытной эксплуатации системы пакетной передачи данных установлено, что представленный комплекс программно-аппаратных средств ВИП-М и центральной радиосвязи (ЦРС)  удовлетворяют требованиям Росгидромета по заготовке и передаче оперативной и режимной гидрометеорологической информации, служебных и частных телеграмм.

В процессе  подготовки эксперимента на ЦРС Архангельск был установлен компьютер, организована связь по локальной вычислительной сети (ЛВС) управления между центральной станцией и ЦКС метеорологической телекоммуникационной системы (МТS) службы связи ИВЦ-МТС Архангельского ЦГМС-Р. С помощью специальных программных средств комплекса ВИП-М обеспечена автоматизированная заготовка сообщений, принимаемых по радио кодом Морзе, и их последующий ввод в ЦКС в режиме электронной почты. В последующем, на ЦКС был организован автоматический ввод помимо оперативной, еще режимной и служебной информации, поступающей от МГ-2 Мудьюг (с р/ст «Лен» и «Ангара») по каналам связи  и передача служебной информации на станцию. Дополнительно в рамках эксперимента один ВИП-М был установлен на М-2 Архангельск (Юрос), где  также был использован УКВ-канал связи по радиостанции «Лен» для передачи данных по сети пакетной передачи и автоматического ввода в ЦКС МТS. Это позволило значительно сократить время обработки информации, поступающей от станции и улучшить ее качество. В соответствии с методикой испытаний на центральной радиостанции было настроено программное обеспечением (ПО) для приема передаваемой по расписанию информации и ввода ее через шлюз E-mail в ЦКС. Установлено, что информация до ЦКС проходит за 1-1,5 мин. Одновременно на ЦКС обеспечен контроль за комплектованием бюллетеней, содержащих сводки с указанных станций.

Эксперимент, начавшийся в 2002 году (с 01 июля по 31 августа 2002 г.), плавно перешел в повседневную оперативную работу. И теперь, мы можем подвести некоторые итоги.  Сбор информации с этих двух станций равен 100 %. Полностью исключены случаи потери информации. Следует учесть, что до начала эксперимента, несмотря на близкое расстояние от города (МГ-2 Мудьюг - остров в 20 км от устья Северной Двины, а метеорологическая станция М-2 Архангельск (Юрос) находится в черте города) сбор информации с этих станций составлял около 70 %. Низкий процент приема данных был обусловлен техническими характеристиками средств связи и другими проблемами.

Таким образом, эксперимент показал, что система пакетной обработки информации удобна и надежна в эксплуатации, энергозатраты незначительны. При ее практической реализации к минимуму сведен ручной труд наблюдателя (только ввод данных с клавиатуры при подготовке сообщений), возможен и автоматический ввод в установленные сроки. Кроме того, обучение персонала на станциях требует  незначительного времени и минимальной технической квалификации специалиста. Этот факт приобретает особое значение при формировании штата станции и квалификационных требований к радиооператорам связи.

Следует отметить, что устройство пакетной передачи данных (ВИП-М) получило название «АПС-Метео» и на 3-ем Международном салоне Инноваций и инвестиций, проходившем в период с 4-7 февраля 2003 г. в Москве было заслужено отмечено золотой медалью. Мы искренне поздравляем  разработчиков и гордимся тем, что наш скромный труд сыграл определенную  роль в этом, безусловно, полезном для Росгидромета деле.

В 2003 году начался новый этап совершенствования пакетной передачи данных в Северном УГМС. Так в соответствии с Планом НИР и ОКР Росгидромета с ААНИИ и ВНИИГМИ-МЦД по поручению ГРМЦ на базе Архангельского ЦГМС было принято решение о проведении сравнительных испытаний новых средств КВ радиосвязи различных производителей и поставщиков.

Для испытаний было представлено оборудование фирмы «Радиома» (трансиверы «Icom-802» и «Icom-78» в комплекте с блоками питания, согласующее антенное устройство (САУ), антенны РР-140 (3-12 МГц и АН-710 (3-12 МГц) и серийное оборудование Егоршинского радиозавода (р/ст «Ангара -1», усилитель мощности УМ 100 и антенна).

Испытания были проведены в период с 03 по 09 апреля 2003 года на радиотрассе ЦРС Архангельск . Нарьян-Мар (Ненецкий ЦГМС) и утверждены начальником ТУ Росгидромета А.И.Гусевым.

В целом, испытания подтвердили правильность выбранного направления технического развития и совершенствования системы связи. В Акте было отмечено, что «в случае оснащения труднодоступных станций Северного УГМС радиостанциями большей мощности типа «Icom-78» или «Ангара-1» с усилителем УМ-100 и средствами пакетной передачи данных, может быть построена эффективная автоматизированная система сбора гидрометданных с наблюдательной сети».

Вместе с тем, ценовую политику выиграли трансиверы фирмы «Радиома». Для сравнения стоимость комплекта оборудования, представленного фирмой «Радиома» - 67840 рублей, а ОАО «Егоршинский радиозавод» - 110620 рублей

По итогам испытания Архангельским ЦГМС-Р было приобретено все оборудование, предоставленное фирмой «Радиома» на период испытания. Это оборудование в 2003 году было установлено на ЦРС Архангельск и КРС Мосеево, где и эксплуатируется в настоящий момент.

В целом, уже около 40 % станций с собственными средствами связи Архангельского ЦГМС-Р передают информацию по новой технологии, а Мосеевского куста . до 60 %. Именно этим объясняется процент роста сбора информации в 1 кв. 2004 г. и снижение числа отстающих станций. Вместе с тем, остались проблемы, связанные с непрохождением радиоволн КВ-диапазона в высоких широтах.

Как известно, дальность радиосвязи в Арктике определяют два фактора: условия распространения радиоволн определенного диапазона и технические характеристики используемого оборудования. Поэтому полярные станции в Арктике и работают, в основном, в двух диапазонах СВ и КВ. Ориентация на применение только радиостанций КВ . диапазона в принципе не может обеспечить в высоких широтах 100% связи. Наш эксперимент это доказал. К сожалению, приобрести радиостанции СВ-диапазона в настоящий момент нет возможности. Их стоимость от 6 до 10 тыс. долл.

В связи с этим и возникает необходимость проработки вопроса использования спутниковых средств связи таких как, Инмарсат, ССС «Гонец», Глобалстар в рамках всего Росгидромета. Мы полностью поддерживаем позицию ГРМЦ, ААНИИ и других НИИ, что  при выборе той или иной технологии построения системы сбора данных определяющим будет являться прогнозируемое и расчетное значение текущих затрат на связь. В этом случае пакетная передача данных, использование Интернет-технологий и технические возможности нашей ведомственной сети МЕКОМ будут играть решающую роль, т.к. будут способствовать существенному уменьшению временного отрезка передачи данных от станций, ЦКС и т.д.

Из всех существующих видов связи, переход на спутниковую становится одним из приоритетных направлений в рамках всего Росгидромета. Это подтверждено результатами эксперимента проведенного в 2003 году в период арктического рейса НЭС «Михаил Сомов».