logo search
Уч пособие ФРК ИТУ в ГПС часть 1

1.1. Основные понятия и термины

Информационные технологии управления в ГПС – это совокупность методов представления, обработки, хранения, передачи и отображения информации, используемой для управления службами, подразделениями и средствами обеспечения пожарной безопасности.

Пожарная безопасность людей, объектов, окружающей среды – это их защищенность от угрозы пожаров и сопровождающих их объемных взрывов паро-, газо- и пылевоздушных смесей. В практике пожарной охраны России взрывобезопасность принято считать составной частью пожарной безопасности, поскольку указанные взрывы либо являются источниками пожаров, либо порождаются пожарами.

В соответствии с законом РФ "О пожарной безопасности" [1], система пожарной безопасности (СПБ) представляет собой совокупность сил и средств, а также мер правового, организационного, экономического, социального и научно-технического характера, направленных на борьбу с пожарами. Составной частью общегосударственной системы пожарной безопасности являются системы пожарной безопасности (пожаровзрывобезопасности) объектов.

Под информацией на практике обычно понимают необходимые данные, сведения, сообщения о тех или иных объектах, процессах, явлениях.

Виды используемой информации: цифровая, текстовая, графическая, табличная, аудио, видео, сигналы от устройств пожарной автоматики и команды этим устройствам и др.

Развивающиеся в ГПС информационные технологии все в большей степени базируются на использовании электронной вычислительной техники, автоматизированных и автоматических систем, новейших систем передачи информации и средств связи, в которых все информационные символы (десятичные цифры, буквы, математические и орфографические знаки, звуки, цвета, температура, освещенность и другие сигналы различной природы) представляются цифрами двоичной системы счисления: нулем и единицей. В указанной технике эти цифры с высокой степенью надежности реализуются двумя четко и однозначно различимыми дискретными значениями параметров электронных, электромагнитных, электро- и радиотехнических элементов (электрического напряжения и тока, намагниченности), а также параметров электрических и электромагнитных сигналов.

Технику, использующую информацию, преобразованную в цифры двоичной системы счисления (0 и 1), называют цифровой: компьютеры, цифровые системы передачи данных (информации), цифровые системы связи, цифровое телевидение, цифровые фотоаппараты, цифровые видеокамеры и т.д.

Преобразование различных видов информации в двоичную и использование для ее обработки цифровой техники стало основой цифровых информационных технологий, которые позволяют обеспечивать любую практически необходимую точность математических вычислений, достаточно высокое качество обработки, удобство хранения и помехозащищенность передачи по каналам связи информации, что и определило высочайшие темпы развития цифровой техники и по существу произвело революцию в информационных технологиях, базировавшихся ранее в основном на использовании аналоговых устройств.

Цифровые информационные технологии часто называют новыми информационными технологиями, поскольку они базируются на новых (цифровых) принципах представления любых видов информации и обеспечивают качественно новый характер ее обработки, хранения, отображения, передачи.

Значительный вклад в развитие информационных технологий внес компьютер – электронная вычислительная машина (ЭВМ), обрабатывающая различные виды информации, преобразованной в двоичную цифровую. Компьютер называют также электронной цифровой вычислительной машиной (ЭЦВМ), что наиболее полно отражает сущность его функциональной технологии.

Науку о методах представления, накопления, обработки, отображения и обмена информации с использованием электронной вычислительной техники называют информатикой.

Обработка информации на компьютере осуществляется по программам, определяющим точную последовательность его действий. Каждая программа разрабатывается с использованием языков программирования на основе алгоритма – формализованного описания последовательности необходимых действий компьютера для выполнения какой-либо операции, решения задачи. Разработка алгоритма обычно начинается со словесного (вербального) описания задачи и составления блок-схемы алгоритма, каждый блок которого обозначает одно или несколько действий. Отдельные действия могут быть заданы расчетными математическими формулами, графиками, таблицами, диаграммами, описаны словесно и т.д.

Языки программирования делятся на алгоритмические (Алгол, Фортран, Бейсик, Паскаль и др.) и машиноориентированные (машинные коды и языки символического кодирования – ассемблер).

Совокупность программ, используемых для обработки информации в компьютере, относится к программному обеспечению, которое состоит из двух частей: общесистемного и специального (прикладного) программного обеспечения. В состав общесистемного программного обеспечения входят:

Под базой данных понимается информация, упорядоченная в виде набора отдельных записей – файлов. Файл – это последовательность записей в памяти компьютера, объединенных по какому-либо признаку, имеющая свое наименование и рассматриваемая в процессе пересылки информации как единое целое.

Трансляторы – это программы, обеспечивающие автоматический перевод с алгоритмических и символических языков в машинные коды.

Специальное программное обеспечение представляет собой совокупность прикладных программ, обеспечивающих обработку информации в соответствии с разработанными алгоритмами.

Работу компьютера обеспечивают следующие функциональные устройства:

Материнская плата осуществляет первоначальную загрузку программ, обеспечивающих функционирование и контроль всех устройств компьютера.

Процессор осуществляет непосредственную обработку информации.

Винчестер – постоянное запоминающее устройство, в котором хранится совокупность общесистемных программ.

Оперативная память хранит обрабатываемую информацию и программу ее обработки, промежуточные данные и результаты обработки.

Дискета – внешнее запоминающее устройство на гибком магнитном диске.

Если в системном блоке компьютера имеется один дисковод, то он осуществляет ввод в компьютер информации с дискеты и запись компьютерной информации на дискету. Если в системном блоке имеются также считывающие устройства, то они осуществляют операции с жесткими магнитными, лазерными или оптическими дисками.

Монитор – устройство отображения информации на экране электронно-лучевой, LCD, жидкокристаллической, плазменной и др. трубок.

Клавиатура – клавишное устройство ввода в компьютер алфавитно-цифровой информации и управления процессом обработки информации, отображенной на экране монитора.

С помощью манипуляторов осуществляется управление процессом обработки информации, отображенной на экране монитора.

Сканер осуществляет считывание, преобразование информации в двоичную (кодирование) и ввод в компьютер информации с отдельных листов различных документов (текстов, графиков, схем, рисунков, фотографий и др.).

Принтер осуществляет вывод из компьютера на печать алфавитно-цифровой, графической, фото- и другой информации. Основные типы принтеров: матричный, струйный, лазерный, оптикоэлектронный и др.

При функционировании компьютера в сетях передачи данных используется модем (модулятор-демодулятор), который обеспечивает обмен информацией по каналам связи. Факс-модем может вводить в компьютер и выводить из него также факсимильную информацию, передаваемую по телефонной линии.

Для автономной (без использования компьютеров) передачи информации по телефонным каналам связи используются факсимильные аппараты, которые преобразуют считываемую с документов информацию в двоичную цифровую при передаче и осуществляют обратное преобразование и печать при приеме.

Интерфейс – совокупность аппаратно-программных средств, обеспечивающих обмен информацией между различными устройствами в сетях передачи данных.

Мультимедиа – технология, обеспечивающая взаимодействие компьютера с различными видами технических средств (LCD-проектором, факс-модемом, аудио, видео аппаратурой и т.д.).

В связи с колоссально возросшими к концу ХХ века функциональными возможностями компьютеров, которые выполняют не только чисто вычислительные работы, а обрабатывают, хранят, отображают различные виды нецифровой информации и на использовании которых базируются разнообразные автоматизированные и автоматические системы, управляющие сложными процессами и объектами, на первый взгляд, кажется целесообразным в дальнейшем не называть компьютеры вычислительными машинами, а дать им наименование, более соответствующее их многообразным функциям, например, "электронные устройства цифровой обработки различных видов информации". Однако, если учесть, что все виды нецифровой информации преобразуются в двоичную цифровую и все операции по обработке информации в конечном итоге проводятся с числами (а это не что иное, как вычисления), то следует согласиться с традиционным отнесением современных компьютеров к электронным вычислительным машинам.

Минимальной единицей информации в цифровой технике является один двоичный разряд, который может иметь одно из двух значений – 0 или 1. Этот разряд носит название бит (от английского binary digit, bit – двоичная цифра). Совокупность 8 различных разрядов получила название байт. С помощью одного байта можно закодировать до 256 чисел: от 0 до 11111111. Кроме того, используют и кратные единицы измерений двоичных чисел – килобайты, мегабайты, гигабайты и терабайты (приставки кило, мега, гига, тера в этих единицах несколько отличаются по размерности от одноименных приставок, используемых в системе единиц СИ):

1 килобайт (Кбайт) = 210 байт = 1024 байта;

1 мегабайт (Мбайт) = 220 байт = 210 Кбайт = 1024 Кбайта;

1 гигабайт (Гбайт) = 230 байт = 210 Mбайт = 1024 Mбайта;

1 терабайт (Тбайт) =240 байт = 210 Тбайт = 1024 Тбайта.

Автоматические системы функционируют по заранее заданным программам без непосредственного участия человека. Они базируются на использовании как аналоговых устройств (непрерывного действия), так и электронной вычислительной и другой цифровой техники, которая по мере своего развития все более вытесняет аналоговые устройства из этих систем.

Автоматизированные системы (АС) – это человеко-машинные, (человеко-компьютерные) системы, функционирующие в режиме диалога человека с компьютером, при котором окончательное решение принимает человек – ЛПР (лицо, принимающее решение).

В состав любой автоматизированной системы входят отдельные функциональные автоматизированные системы нижестоящего уровня (подсистемы) и обеспечивающие системы (подсистемы), называемые также видами обеспечения. Поскольку противопожарная защита многих тысяч конкретных высокорисковых объектов в стране является одной из главных задач ГПС, то состав и назначение отдельных функциональных и обеспечивающих подсистем АС показаны на примере автоматизированной системы пожаровзрывобезопасности высокорискового объекта (АСПВБ), концепция построения которой изложена в п. 1.3 настоящего пособия.

При обеспечении безопасности отдельного объекта следует различать интегральную безопасность и интегрированную систему безопасности.

Интегральная безопасность объекта – это полная его безопасность, обеспечиваемая всеми имеющимися на объекте системами и службами безопасности: пожарной, информационной, охранной, контроля доступа, аварийными службами систем коммунального хозяйства, управления въездом/выездом автотранспорта, телевизионного наблюдения и т.д. Эта безопасность может обеспечиваться как автономными, так и интегрированными системами и службами безопасности.

Интегрированная система безопасности – это система, которая объединяет на единой программно-аппаратной основе несколько отдельных систем и служб безопасности. Такое объединение позволяет:

Автоматизированное рабочее место (АРМ) – это комплекс программно-технических средств (вычислительная техника и системы передачи данных), предназначенный для обеспечения деятельности конкретного специалиста пожарной охраны (руководителя тушения пожара, диспетчера и др.). Автоматизированное рабочее место вместе со специалистом, для которого оно предназначено, по существу представляют собой простейшую автоматизированную систему.

Понятие "автоматизация" появилось после создания автоматики, управляющей процессами и объектами без непосредственного участия человека, и задолго до появления электронной вычислительной техники, означая внедрение автоматических систем.

С появлением автоматизированных систем автоматизация стала означать внедрение как автоматических, так и автоматизированных систем. Поэтому, говоря об автоматизации какого-либо процесса, объекта, следует конкретизировать, о внедрении чего идет речь: автоматики или человеко-машинных систем, или того и другого вместе, имея в виду также, что автоматические и автоматизированные системы могут входить как подсистемы в состав более сложных функциональных систем, в которых одни и те же компьютеры выполняют функции как автоматических, так и автоматизированных систем, вследствие чего не представляется возможным провести четкую однозначную границу между автоматическими и автоматизированными подсистемами таких сложных комбинированных систем.

В информационной цифровой технике осуществляются следующие виды преобразования информации:

Преобразование аналоговой информации в двоичную цифровую обеспечивает ряд преимуществ по обработке, хранению и передаче этой информации, однако необходимо иметь в виду, что при этом преобразовании информация несколько искажается.

Модуляция (манипуляция) в цифровой технике – это наложение передаваемого дискретного сигнала на переменный несущий сигнал определенной частоты, в результате чего изменяется амплитуда, частота или фаза несущего сигнала (имеет место соответственно амплитудная, частотная или фазовая модуляция).

При демодуляции из принятого модулированного сигнала (распознавая изменения амплитуды, частоты или фазы несущего сигнала) выделяются дискретные сигналы, соответствующие цифровой информации.

При передаче цифровой двоичной информации по проводным каналам связи несущим является переменный электрический ток, по радиоканалам – электромагнитный переменный сигнал (радиосигнал), по оптическим каналам – сигналы световой, инфракрасный и других спектров.

Вычислительный комплекс – это совокупность двух и более компьютеров, работающих совместно. Потребность в совместной работе нескольких компьютеров возникает в тех случаях, когда требуется высокая надежность в обработке информации. Например, при выходе из строя одного из компьютеров, работающего в оперативном режиме приема и обработки заявок по линии "01", необходима быстрая его замена на резервный компьютер.

Компьютерная сеть (по традиции называемая также вычислительной сетью) – это несколько самостоятельно работающих компьютеров, соединенных между собой каналами связи и обменивающихся информацией. В зависимости от расстояния между компьютерами различают локальные (в пределах одного или нескольких помещений, зданий), территориально распределенные (региональные), ведомственные и глобальные (международные) компьютерные сети.

Обмен информацией между компьютерами в сетях осуществляется в соответствии со специальной системой стандартов, содержащих правила представления и управления передачей информации – так называемые протоколы.

Интернет – международная компьютерная сеть.

Трафик – количество информации, передаваемой (принимаемой) в единицу времени.

Провайдер – фирма, предоставляющая услуги организациям и частным пользователям по выходу в сеть Интернет.

При обмене информацией в интересах обеспечения пожарной безопасности используются федеральные, ведомственные, коммерческие, городские и объектовые каналы, сети и линии проводной и радиосвязи. Применение в ГПС новых информационных технологий требует более широкого внедрения всех видов радиосвязи и освоения новых диапазонов частот, замены устаревших аналоговых средств связи аналого-цифровыми и цифровыми, внедрения новой аппаратуры и современных коммуникационных технологий, в том числе:

Применение современных средств и систем связи позволяет обеспечивать высокое качество передачи различных видов информации (речь, текст, графическая, компьютерная информация, сигналы от устройств автоматики, команды исполнительным устройствам автоматики и т.д.).

При организации радиосвязи в пожарной охране различают радионаправления и радиосети. Радионаправление образуют две радиостанции, работающие на одном частотном канале. Радиосеть образуют более двух радиостанций, работающих на одном частотном канале.