ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ
ДЛЯ ЦЕНТРОВ УПРАВЛЕНИЯ

Перспективные подходы и технологии отображения оперативной информации в диспетчерских центрах

Автор: Крюков И.Н., директор Воронежского филиала ЗАО "Монитор Электрик"

Компания Монитор Электрик в своих программных продуктах, ориентированных на задачи диспетчерских центров, большое внимание уделяет вопросам визуализации информации на средствах отображения коллективного пользования (принятый для такого класса оборудования термин - «видеостена»). В данном материале рассматриваются особенности как подготовки и компоновки форм отображения для визуализации на видеостене, так и особенности программных продуктов для организации взаимодействия пользователей с видеостеной.

Видеостена в совокупности со специализированными программными средствами является важным элементом системы повышения ситуационной осведомленности диспетчерского персонала за счёт более эффективной визуализации параметров функционирования сети и состояния контролируемого оборудования, а также помогает организовать совместную работу при анализе нештатных и аварийных ситуаций.

Предпосылки отказа от мозаичных диспетчерских щитов и перехода на использование видеостен вполне очевидны:

  • регулярное увеличение количества объектов контроля и управления операционной зоны диспетчерского центра, что со временем приводит к пересмотру состава и компоновки формы отображения;
  • рост объёма телеметрии с существующих объектов и появление новых задач, которые требуют новых элементов и принципов визуализации.

В результате сценарии отображения информации, характерные для мозаичных диспетчерских щитов, не могут напрямую воспроизводиться на видеостенах. Современные тенденции и принципы отображения информации на видеостенах являются предметом дальнейшего изложения.

За последние пять лет активной эксплуатации видеостен в диспетчерских центрах под управлением комплекса ОИК СК накоплен значительный опыт и выработаны базовые принципы организации отображения информации и взаимодействия с пользователями:

  • форма отображения должна занимать всю площадь экрана видеостены. Следует избегать ситуаций, при которых часть формы отображения выходит за границы видеостены;
  • для комфортного восприятия информации с видеостены основные элементы не должны радикально менять своего положения в сеансе работы;
  • следует избегать отображения на видеостене диалоговых окон, которые перекрывают элементы основной формы отображения;
  • переход от предоставления пользователям «сырых» данных к предоставлению интегрированных за счёт использования специализированных элементов отображения. Такие визуальные элементы должны обеспечить однозначную фиксацию событий и их классификацию. Детализацию причин, поиск решений и устранение последствий следует выполнять на индивидуальных рабочих местах;
  • следует предоставлять пользователям возможность управлять в разумных пределах составом информации и её детализацией;
  • управление составом информации на видеостене и ввод данных не следует производить непосредственным манипулированием с использованием клавиатуры и мыши. В некоторых случаях возможно использование манипулятора мышь в качестве указки для совместного анализа ситуации.

Приведённые выше принципы отражают отличие видестены от мониторов индивидуальных рабочих мест, поскольку она является средством коллективного отображения, а непосредственное управление ею затруднено вследствие большой площади экрана и удалённости от пользователей. Указанные принципы поддерживаются в текущих и получают развитие в перспективных решениях Компании «Монитор Электрик» и применяются сбалансированно исходя из конкретной специфики работы диспетчерского центра.

В качестве примера можно привести диспетчерский центр Московского РДУ, в котором эксплуатируется видеостена разрешением 9800x4200 точек (28 кубов). Форма отображения содержит свыше 500 станций и подстанций и около 1000 линий электропередач. Среди прочих особенностей, отличающих форму отображения на видеостене, отчетливо прослеживается отмеченная выше тенденция перехода от детального представления схем объектов (однолинейные и коммутационные схемы) к специализированным визуальным элементам (структурные схемы), отображающим интегральные показатели функционирования и тенденции.

Визуальное представление элемента позволяет диспетчеру оперативно оценить ситуацию, включая состояние систем шин (СШ) и линий, а также фиксацию линий на СШ. При необходимости подробный анализ проводится на индивидуальном рабочем месте с использованием соответствующих детализированных форм отображения (например, однолинейных схем объектов) и других инструментов комплекса ОИК СК.

На качество оценки ситуации положительно влияет применение индикаторов, которые предоставляют информацию о тенденциях изменения значений контролируемых параметров. На иллюстрации представлен один из вариантов индикатора перетока активной мощности по контролируемому сечению:

Существенную роль в системах отображения с использованием видеостен играют событийные разделы. Событийный раздел представляет собой область видеостены, выделяемую для визуализации событий, произошедших на контролируемых объектах. Такие разделы позволяют максимально быстро получить первичную оценку ситуации без мониторинга взглядом всей области видеостены в поисках элементов, состояние которых изменилось. И это несмотря на то, что визуальные элементы проектируются с учетом максимального привлечения внимания при смене состояний.

В настоящее время происходит активное развитие систем отображения различного назначения с использованием видеостен. В связи с этим можно выделить ряд аспектов, существенных для проектирования таких систем в интересах диспетчерских и аналитических центров:

  • функциональное разделение форм отображения для видеостены и индивидуальных рабочих мест. Форма отображения видеостены оптимизируется для обобщенного восприятия, а формы для мониторов индивидуальных рабочих мест – для детального анализа ситуации;
  • детальная проработка элементов формы видеостены с учетом специфики конкретного диспетчерского центра (размер и положение видеостены, объем контролируемых данных, особенности сценариев контроля и управления и т.п.). Например, для диспетчерских центров с большим объёмом контролируемых данных особую важность приобретает задача минимизации размеров элементов при сохранении информационной полноты и удобства восприятия;
  • визуализация разнородной информации и способов привлечения внимания к ее изменениям с учётом приоритетов. Отдельно следует уделять внимание проектированию сценариев отображения ретроспективы, прогнозов и результатов расчетов.

В качестве примера отображения результатов расчётов на видеостене можно привести визуализацию данных, порождаемых прикладным сервисом «Процессор топологии» комплекса ОИК СК. В диспетчерском центре Московского РДУ данная задача эксплуатируется с целью определения состояния оборудования («под напряжением», «обесточено», «заземлено»), а также установка факта фиксации линий на те или иные системы шин. В качестве исходных данных процессор топологии использует информацию о состоянии коммутационного оборудования и электрических связях (топологии сети).

Чтобы технологично адаптироваться к условиям конкретных диспетчерских центров, оборудованных видеостенами, современные и перспективные программные комплексы должны поддержать следующие функциональные возможности:

  • возможность удаленного (с индивидуального рабочего места диспетчера по локальной сети) управления составом информации на видеостене и выполнении типовых операций (например, операции «Квитирование»);
  • возможность подготовки комбинированных форм отображения, включающих технологические схемы, диаграммы, таблицы, графики, географию и др.
  • инструменты и технологии подготовки заказных визуальных элементов, требования к которым определяются и уточняются в процессе анализа специфики конкретного диспетчерского центра;
  • средства адаптации, позволяющие обеспечить гибкость как в подготовке данных к визуализации, так и в реализации специализированных сценариев взаимодействия пользователя с формой отображения на видеостене.

Указанные функциональные возможности в полной мере реализованы и развиваются в программных продуктах компании Монитор Электрик.

Новые продукты компании используют WPF (Windows Presentation Foundation) как основную платформу UI. Это позволяет свободно комбинировать на формах со смешанным содержимым технологическую графику, диаграммы, таблицы, географию и любые другие элементы пользовательского интерфейса. Кроме того, WPF облегчает создание продвинутых элементов для визуализации интегрированных данных за счет использования анимации, видео, 3D, а также позволяет задействовать развитые инструменты дизайна, такие как Microsoft Expression Blend и Microsoft Expression Design.

Важно учитывать, что функционирование системы отображения требует подготовки большого объема исходных данных. Этот процесс (Data Engineering или DE) должен быть проведен до ввода системы в промышленную эксплуатацию и продолжаться в течение всего жизненного цикла системы. Соответственно, инструменты поддержки процесса DE являются критически важной частью программных комплексов диспетчерских центров.

Задачи DE в программном комплексе ОИК СК решаются с использованием набора инструментов, объединяемых на уровне единой пользовательской среды приложения «Редактор данных модели». Номенклатура инструментов позволяет решать максимально широкий круг задач по подготовке данных, используя как ручной ввод и корректировку, так и автоматизированную загрузку данных, например, с использованием графических данных в форме однолинейных схем объектов. Выпуск дополнительных инструментов, учитывающих специфику конкретного диспетчерского центра, может выполняться, в том числе, силами IT-персонала объекта внедрения при наличии соответствующей квалификации.

В настоящее время сбор необходимых для функционирования системы отображения данных требует обращения ко многим разнородным источникам, что существенно увеличивает время, требуемое на процесс DE. Решение видится в переходе на единый формат доступа и обмена данными на основе группы открытых стандартов CIM (IEC 61970, 61968). Этот подход в полной мере поддержан в продуктах Монитор Электрик. В перспективе использование CIM позволит сократить издержки на DE, обмен данными между различными центрами управления, а также упростит адаптацию прикладных задач под конкретный диспетчерский центр.

В итоге следует отметить, что процесс подготовки промышленной системы отображения с использованием видеостен является достаточно сложной, многофакторной многоэтапной инженерной задачей, стоимость решения которой сопоставима, а зачастую и превышает стоимость используемого оборудования. Компания Монитор Электрик обладает богатым опытом проектирования и ввода в эксплуатацию такого рода систем, что позволят на ранних этапах учесть все существенные факторы и обеспечить ввод системы в эксплуатацию в разумные сроки.

Скрыть дополнительную панель