Меню
Автор:
Зуев Андрей Юрьевич
ТЭО
сосредоточенная
распределенная
Применение различных топологий при построении систем оповещения объектового уровня
7 мин
При создании систем оповещения на объектах, одним из основных вопросов, стоящих, на этапе проектирования — это выбор топологии построения. На стадии технико-экономического обоснования необходимо принять обоснованное решение, применять ли сосредоточенный, или распределенный принцип построения.
При разработке проектно-технической документации после завершения этапа электроакустического расчета зон звукового покрытия приходит время принять решение о выборе топологии построения системы оповещения объекта.

Стоит ли выбрать сосредоточенный вариант, при котором устанавливается один комплект технических средств оповещения, обеспечивающий работу всего комплекта громкоговорителей по всей территории объекта. Или сделать выбор в пользу большего количества усилительных комплексов, снизив, при этом, протяженность фидерных линий, но задействовав инфраструктуру ведомственной локальной вычислительной сети? О плюсах и минусах этих технических решений – в статье. Важная оговорка: для локальных систем оповещения, у которых зона воздействия поражающих факторов, при возникновении ЧС, выходит за границы объекта, практически всегда применяется распределенный принцип построения системы оповещения. Рассмотренные в статье решения, будут относится исключительно к техническим средствам оповещения, расположенным в пределах границ объекта, вне зависимости от того, есть в составе системы оповещения объекта выносные посты оповещения или нет. Также, в статье не рассматривается экономический аспект применения той или иной топологии, так как это больше относится к вопросу технико-экономического обоснования.
 
Сосредоточенный принцип построения имеет наиболее давнюю историю применения. Построение систем оповещения на базе сетей проводного радиовещания продиктовало топологию, при которой усилительные комплексы большой мощности, транслировали программы вещания по протяжённым фидерным линиям к нагрузке, в виде абонентских репродукторов и рупорных громкоговорителей. Такой принцип построения был продиктован техническими ограничениями, сказывающимся на габаритных размерах и энергопотреблении усилителей мощности звуковой частоты. В настоящее время, вследствие развития схемотехнических решений систем оповещения населения, такие ограничения отсутствуют, что и позволило, с применением малогабаритных усилителей существенно сократить требования к местам их размещения и электроснабжения. Эти факторы повлияли на появление, и увеличение случаев применения систем оповещения, построенный по распределенному принципу.
Основные отличия систем, построенных по сосредоточенному и распределенному принципам
Основные отличия систем, построенных по сосредоточенному и распределенному принципам
Явным признаком построения систем оповещения населения по сосредоточенному признаку, является не столько наличие одного комплекта усилительного оборудования, сколько факт топологии линий оповещения, исходящих из одной точки. При сосредоточенном принципе построения иногда, для увеличения мощности, используется более одного комплекта усилительного оборудования, установленного в одной точке. Несмотря на количество комплектов более одного, в данном случае признаков, присущих сосредоточенной системе больше, поэтому такую топологию построения также следует считать сосредоточенной. Так же важно отметить, что любая комбинация систем, построенных по сосредоточенному и распределенному принципу должна рассматриваться как рассредоточенная система.
Признаки, присущие сосредоточенным системам
Признаки, присущие сосредоточенным системам
Системы, построенные по сосредоточенной топологии, в подавляющем большинстве обладают длинными линиями, характеризующиеся значительными потерями и затуханием сигнала с увеличением нагрузки линии, и их протяженностью. Совместная прокладка с иными сетями может стать причиной наведенной помехи, вследствие этого, фидерные линии систем оповещения, часто имеют повышенное напряжение. Наиболее типичными напряжениями в соответствии с ГОСТ Р 53033-2008 «Громкоговорители рупорные. Общие технические условия.» для подключения рупорных громкоговорителей являются номиналы 30 и 120 Вольт, в отдельных случаях для подключения к сети проводного вещания допускается использование входных напряжений 70, 100 и 240 Вольт. Как правило, наибольшее распространение для линий сосредоточенных систем получили номиналы 100, 120, а для наиболее протяженный и высоконагруженных линий 240 Вольт.
Риски при эксплуатации сосредоточенных систем
Риски при эксплуатации сосредоточенных систем
При эксплуатации сосредоточенных систем наибольшим риском является выход из строя головного усилительного оборудования, при отсутствии резервирования которого, система становится полностью неработоспособной. Также, с увеличением протяженности линии оповещения растет и риск вероятности ее повреждения. Возникновение аварии на сети питания, в точке подключения станционного оборудования, или аварии на инфраструктуре оператора связи, приводит также к существенному, или полному, снижению готовности к использованию по предназначению системы оповещения.
Положительные стороны использования систем с сосредоточенной топологией построения
Положительные стороны использования систем с сосредоточенной топологией построения
Использование единого места размещения станционного оборудования позволяет сосредоточить, и четко определить место хранения ЗИП, измерительного и контрольного оборудования, а также оперативное присутствие персонала при эксплуатации, ремонте и восстановлении при авариях. Также, единое место установки, сокращает время на перемещение персонала между элементами системы, при осуществлении поиска неисправности. Косвенным, но тем не менее существенным, преимуществом является отсутствие необходимости использования ресурсов существующей или выделенной локальной вычислительной сети для связи технических средств оповещения внутри системы.
Признаки распределенных систем оповещения населения
Признаки распределенных систем оповещения населения
Основным признаком распределенной системы оповещения является наличие более, чем одного места размещения станционного оборудования, а также наличие связи между активными компонентами системы с использованием линий и каналов связи. Косвенным признаком может служить большое количество коротких линий оповещения.
Достоинства систем с распределенной топологией
Достоинства систем с распределенной топологией
В большинстве своем, при принятии решения о построении системы оповещения с распределенной топологией, существенно сокращается длина линий, это положительно сказывается на снижении затухания сигнала в линиях оповещения, что позволяет применять кабели меньшего сечения. Малая протяженность линий ведет к понижению вероятности их повреждения. Особо короткие линии (до 10 метров) при установке громкоговорителей в непосредственной близости от усилительного оборудования приводит к тому, что конструкцией таких ТСО не предусматривается повышение выходного напряжения усилителя. Такое конструктивное решение приводит к тому, что на выходе усилителя не устанавливается повышающий трансформатор, а на входе громкоговорителя — понижающий. Это приводит к снижению сложности станционного оборудования и оконечных устройств. На критически важных объектах, для повышения надежности доведения сигналов оповещения часто зоны звукового покрытия громкоговорителей одного комплекта станционного оборудования частично или полностью перекрываются с зонами звукового покрытия громкоговорителей другого комплекта, что при выходе из строя одного из них снижает, но не лишает сигналов оповещения территории.
Недостатки и риски при эксплуатации распределенных сетей
Недостатки и риски при эксплуатации распределенных сетей
Перечень недостатков систем, построенных по распределенной топологии в сравнении со сосредоточенной, может представляться более обширным, однако, следует принимать во внимание, что с развитием технологий их перечень сокращается, как, в свое время, снизилось энергопотребление и массогабаритные показатели станционных сооружений технических средств оповещения. На текущий момент, основным недостатком является необходимость использования каналов связи для взаимодействия элементов системы. К недостаткам можно отнести территориальную разнесенность станционных сооружений, увеличивающую время на диагностику неисправности и усложняющую процесс хранения, учета и восполнения ЗИП. Большее количество станционного оборудования подразумевает большее количество источников бесперебойного питания и, как следствие, увеличение количества аккумуляторных батарей, замена которых вследствие деградации  и снижения емкости приводит к большим трудозатратам и более высокой вероятности возникновения аварии по цепям электропитания. Немаловажным аспектом при использовании сетевых технологий является необходимость обеспечения информационной безопасности в большем количестве точек по сравнению с сосредоточенным принципом построения.
Неклассифицируемые варианты построения
Неклассифицируемые варианты построения
Отдельно следует выделить применение активных акустических систем со встроенным цифро-аналоговым преобразователем, усилителем и сетевым интерфейсом, которые делают первые, но весьма уверенные шаги в своем развитии. По сути, сеть активных громкоговорителей, имеющих в своем составе усилительный каскад, можно отнести к распределенной системе, но особенности электроснабжения, например с применением технологии PoE и отсутствие как таковых линий оповещения не позволяет им полностью соответствовать принципам
Выводы и заключения
Выводы и заключения
В явном виде, выделить преимущества той или иной топологии, в отрыве от условий ее применения, при объективном подходе невозможно. Выбор топологии на этапе технико-экономического обоснования  призван найти тот вариант топологии, комбинация и преимуществ и недостатков которого, будет наиболее соответствовать поставленной задаче по оповещению населения. С ростом проникновения сетей связи во все сферы жизнедеятельности и увеличении плотности присутствия операторов – снижаются расходы на содержание каналов связи, что создает благоприятные условия для развития систем с распределенной топологией построения. Минимизация размеров усилителей и отдельные попытки создания активных (со встроенным усилителем и ЦАП) громкоговорителей делает не иллюзорным тренд на более массовое использование IP-громкоговорителей, что, по сути, в будущем может монополизировать распределенной топологией все типы систем оповещения населения.