Грачев Дмитрий Дмитриевич, начальник центра СМ ГЦ АСУ ВВ МВД России, Гусев Дмитрий Альбертович, начальник центра РСПО ГЦ АСУ ВВ МВД России, Симохин Евгений Александрович, начальник отдела ГИС ГЦ АСУ ВВ МВД России
История внутренних войск МВД России насчитывает 195 лет – от создания в 1811 году войск внутренней стражи «в помощь исполнению законов и приговоров суда, на поимку воров, преследование и истребление разбойников и рассеивание запрещенных законами скопищ, для усмирения неповиновения и буйства, для поимки беглых, ушедших преступников и дезертиров».
В настоящее время функции внутренних войск видоизменились. Они патрулируют улицы городов, охраняют важные государственные объекты (в том числе и такие, как атомные электростанции), обеспечивают порядок при проведении культурно-массовых мероприятий, являются одной из основных силовых структур при проведении контртеррористической операции на Северном Кавказе.
ГИС для автоматизации деятельности войск
Главный центр автоматизированной системы управления внутренними войсками МВД России является головной организацией в системе автоматизации деятельности войск. Он создан в 2002 году на базе ИВЦ при Главном командовании ВВ МВД России. Его сотрудники – специалисты в разных областях АСУ, от программирования и дизайна до защиты информации и администрирования компьютерных сетей и баз данных.
Центр ситуационного моделирования, одно из подразделений ГЦ АСУ, решает задачи моделирования служебно-боевой деятельности внутренних войск, в том числе, используя ГИС.
С развитием компьютерной техники постепенно происходил переход от бумажных карт к цифровым. В качестве «ГИС» во внутренних войсках стал использоваться графический редактор Corel Draw. На отсканированной или отрисованной подложке на отдельных слоях наносилась обстановка. Это задало стандарт оформления карт, к которому, к сожалению, пока не приблизилась ни одна из существующих ГИС, особенно по возможностям размещения справочной информации на карте и оформления условных знаков.
Примеры карто-схем, моделирующих служебно-боевую деятельность внутренних войск в условиях сельской местности и в городах.
Впрочем, недостатки этого, по сути, «Не ГИС» подхода также очевидны. В нем полностью отсутствует возможность координатной привязки обстановки, что затрудняет корректное отображение данных на определенной подложке. Нельзя создать и вести современную базу данных атрибутивной информации, то есть обновление карт превращается в весьма трудоемкий процесс. А их точность приносится в жертву оформлению – например, если заголовок попадает на город, то очень часто исполнитель сдвигает на карте именно город.
По этим и другим причинам были предприняты попытки использовать различное программное обеспечение ГИС, в том числе «Панорама» и «Аксельбант». Но их возможностей было явно недостаточно. Узкоспециализированно, для получения метеосводок, в подразделениях авиации стало использоваться MapInfo.
Анализ местности для поддержки оперативного и тактического планирования.
Применение ГИС в войсках происходит по многим видам деятельности:
- командование и контроль;
- анализ местности;
- анализ обстановки;
- разведка;
- логистика;
- оперативно-стратегическое планирование;
- тактическое планирование;
- навигация, и другие.
В связи с этим к ГИС ВВ можно выдвинуть следующие требования:
- глобальность – единая (возможно распределенная) база данных обстановки;
- надежность – система должна обеспечивать сохранность данных в критических ситуациях;
- оперативность – в случае осложнения обстановки система в режиме реального времени должна выдать полную и актуальную информацию о местности;
- работа с данными большого объема в реальном масштабе времени;
- простота и удобство интерфейса, его интуитивная понятность;
- синхронизация данных из нескольких источников, возможность коллективной работы, а также возможность автономной работы с последующей синхронизацией локальных данных с централизованными хранилищами;
- разграничение доступа к данным;
- широкие возможности анализа местности и обстановки;
- возможность ведения карты в соответствии с требованиями, принятыми в ВВ;
- возможность доработки ГИС под вновь возникающие потребности войск.
К сожалению, пока не существует готовых ГИС «из коробки», способных в полной мере выполнить все эти требования. Для реализации части этих функций нами используется технология фирмы ESRI. Начав с одного рабочего места с лицензией ArcView, в данный момент мы разрабатываем глобальную общевойсковую ГИС, основанную на клиент-серверной архитектуре с использованием ArcSDE, Intranet-серверов, большого количества настольных продуктов ArcGIS и терминальных пользователей.
В качестве СУБД мы остановились на связке Oracle + Sun Solaris, которая после вдумчивой настройки с помощью специалистов «ДАТА+» (за что – огромное спасибо) стала надежным хранилищем данных. Основу базы данных составили векторные карты масштабов 1:1 000 000, 1:200 000 и 1:50 000, а также ДДЗ высокого разрешения и планы крупных населенных пунктов. Все карты приводятся к единой структуре данных и классификатору, что позволяет осуществлять их бесшовное хранение в базе. В настоящее время фонд векторных цифровых карт внутренних войск является одним из самых больших в России, что позволяет оперативно реагировать на события и происшествия, происходящие в стране, и помогает в служебно-боевой деятельности внутренних войск МВД России. Поскольку темпы наполнения картфонда ограничены, в качестве временной замены полноценным электронным картам для непокрытых районов используются отсканированные бумажные карты, а космическим снимкам – снимки с Google Earth.
Элементы мобильного комплекса системы мониторинга подвижных объектов.
В настоящее время ведутся работы по предоставлению доступа пользователям к картографическим данным с использованием Intranet-средств. Сделана попытка создания Intranet-сервера на основе ArcIMS, но его возможностей не хватает для решения наших задач. С выходом ArcGIS версии 9.2 мы планируем заменить ArcIMS на ArcGIS Server, на который возлагается больше надежд.
Но, кроме данных о территории, для нас важны данные об обстановке, например, дислокация частей, схемы связи, линии обороны, пути наступления или отступления. И тут возникают трудности. С одной стороны, все прекрасно с точки зрения анализа – данные хранятся в удобном формате, есть мощный аналитический аппарат. Также, благодаря возможности многопользовательского редактирования слоев, можно осуществлять одновременную работу с картой нескольких пользователей. Но, с другой стороны, на данный момент с помощью стандартных инструментов ArcGIS нельзя добиться качества оформления обстановки, принятого в войсках. Например, нельзя объединить несколько значков частей на один флагшток, сделать линию с растушевкой или градиентную заливку. Есть также специфические требования к рамочному и зарамочному оформлению карты, реализовать которые пока не удается. Это не является недоработками ArcGIS, но это те требования, которые предъявляются к картам в войсках.
Дополнительные разработки
Понятно, что стандартная ГИС не может быть универсальной и покрывать все требования. Всегда возникают задачи, требующие самостоятельного решения. Именно поэтому в ГЦ АСУ ведутся и самостоятельные разработки ПО ГИС.
Одной из разработок является система мониторинга подвижных объектов «КАРМА-Навигатор». Система создана с целью отслеживания и отображения подвижных объектов, оборудованных различными типами приборов спутникового позиционирования, передающих на диспетчерский пункт по радиоканалу координаты и стандартный набор информации об объекте. Следует отметить, что при разработке системы было предусмотрено следующее:
- поддержка растровых и векторных карт в формате ArcGIS;
- создание архива данных о перемещениях объектов;
- возможность коррекции координат, связанной с выявлением неточностей карт и планов.
Разработка была выполнена в среде Borland Delphi с использованием компонентов MapObject, а электронные карты и планы создавались в среде ArcGIS. В настоящее время система может применяться для сопровождения колонн, эшелонов, выдвижения войск, отображения местоположения мобильных систем видеонаблюдения, при проведении специальных операций.
Архитектура системы включает группу подвижных объектов, центр обработки данных и удаленных пользователей. Подвижные объекты (люди, автомашины и т.п.) должны быть оснащены приемниками GPS и средствами связи. Через заданные пользователем интервалы (например, 15 секунд) с помощью GPS определяется местоположение, а также скорость, направление перемещения и другие характеристики объекта. Полученные сведения собираются и через определенные промежутки времени передаются в центр обработки в виде короткого сообщения.
Центр обработки данных собирает информацию, поступающую от объектов мониторинга, и выполняет различные пользовательские запросы, выдавая результаты в виде формализованных данных на карте (плане), масштабируемом до требуемого уровня детализации. Пользователи системы взаимодействуют с центром обработки данных с помощью программного обеспечения, подключаясь через локальную вычислительную сеть. Функционал программного обеспечения позволяет отслеживать практически неограниченное количество объектов, получать оперативную информацию об их передвижениях, хранить в базе данных (БД) статистические сведения о каждом объекте наблюдения. Основной модуль программы отображения расположен на компьютере пользователя (рабочей станции), а основная информация хранится на сервере. Приемное устройство подключается к COM-порту и преобразует радиодонесение в текстовый файл, который заносится в БД донесений. Каждое донесение содержит идентификатор приемника GPS. На сервере также находится БД с картами (планами) и общим каталогом GPS, доступных комплексу. Программа отображения, расположенная на компьютере пользователя, обращается к картам, расположенным на рабочей станции или сервере, БД донесений и показывает местоположение подвижных объектов. С помощью настроек можно выбрать отображаемые объекты, временной интервал, а также виды отображения карты, подвижных объектов и соответствующей атрибутивной информации.
Первый раз комплекс был использован в июне 2003 г. для обеспечения безопасности во время празднования 300-летия Санкт-Петербурга в составе системы видеонаблюдения. Мобильная съемочная группа состояла из шести автомобилей «Газель», на которых была установлена аппаратура GPS Калужского НИИ телемеханических устройств, совмещенная с радиостанцией Motorola 340. Таким же комплектом был оборудован мобильный диспетчерский пункт на базе автобуса ЛИАЗ. В результате оператор диспетчерского пункта видел не только передаваемое с видеокамер изображение, но и имел возможность определять местоположение объектов на карте (плане). Автобус, оснащенный приемником GPS, исполнял роль центра обработки данных. С диспетчерского пункта по выделенному каналу информация передавалась в центры управления войсками – Северо-Западный округ и Главное командование внутренних войск МВД России. Испытания показали, что с помощью комплекса информация о событиях, происходящих в городе, передавалась своевременно и точно, что позволило оперативно оценивать обстановку во время праздничных мероприятий и принимать адекватные решения при осложнениях обстановки.
Комплекс продолжает применяться и в настоящее время, особенно при обеспечении мероприятий по охране правопорядка во время проведения массовых мероприятий, таких как празднование 1000-летия Казани и саммит «большой восьмерки».
К сожалению, средство разработчика MapObject не позволяет задействовать весь функционал, существующий в ArcGIS. Например, невозможно использовать готовые картографические проекты ArcMap, 3D-модели, средства компоновки. Поэтому, дальнейшее совершенствование данного комплекса мы продолжаем, используя SDK ArcEngine, который имеет гораздо более высокий потенциал для ведения собственных разработок.
Как было отмечено выше, пока средств ArcGIS не достаточно для оформления обстановки на карте в соответствии с требованиями войск. Поэтому в 2003 году центром была проведена работа по поиску ГИС с развитыми графическими средствами оформления, сравнимыми с графическими возможностями Corel Draw, и с использованием уже имеющихся цифровых карт. В качестве прототипа использовалась разработка НИИАА им. Семенихина. В результате в данный момент для внутренних войск разрабатывается ГИС «Гармония», к которой предъявляются следующие требования:
- система должна позволять использовать в качестве картографической основы карты в форматах SXF и ESRI Shape и быть ориентирована на ведение данных «военной» обстановки;
- все виды объектов обстановки должны быть заведены в единый классификатор, имеющий древовидную структуру. У значка, отображающего объект, может быть несколько начертаний, например, в зависимости от того, какой из сторон он принадлежит;
- данные обстановки вводятся из «блокнота», содержащего наиболее часто используемые символы, или прямо из списка классификатора;
- возможность параллельного занесения обстановки во внешнюю или локальную базу данных, в качестве которой может быть как тот же Oracle, так и MSAccess или dbf;
- в качестве обменного формата представления обстановки для связи с внешними приложениями (в том числе с ArcGIS) и между рабочими местами должен использоваться XML.
Трудности развития
Наряду с достигнутыми успехами, существует ряд проблем, которые затрудняют работы по развитию ГИС ВВ.
Первая проблема, с которой мы столкнулись, это стоимость развертывания системы. То, что может себе позволить небольшая (и даже большая) картографическая фирма – купить каждому работнику лицензионное ПО – для внутренних войск выльется в очень большую сумму. Выход – разработка собственного ПО, а также использование архитектуры клиент-сервер в построении системы.
От стоимости ПО не отстает и стоимость карт. В результате на данный момент внутренние войска не имеют цифровых карт необходимых масштабов на всю территорию России. Главная проблема состоит в том, что производящие карты государственные организации (Роскартография и ВТУ ГШ) поставляют нам картографические материалы только на возмездной основе. То есть государство тратит деньги на то, что у него уже есть, но в другом ведомстве. Даже космические снимки территорий нам дешевле купить с иностранных спутников, чем с российских.
Для внутренних войск часто очень важна оперативность. В случае массовых мероприятий, происшествий, терактов нам нужна оперативная, подробная и актуальная информация о местности, включая полную информацию о зданиях, сооружениях. Часто нужная информация уже существует в других государственных ведомствах, например в кадастровых центрах, БТИ. Необходим закон, обязующий предоставлять оперативный доступ к такой информации все организации, ей владеющие.
Следующая проблема в том, что не существует единого стандарта цифровых карт. В настоящее время используется более 20 различных форматов, мало совместимых и неконвертируемых между собой. Кроме того, отсутствует даже стандарт классификатора, да и классификаторы разных версий одного формата часто несовместимы между собой (особенно этим страдает формат карт ГИС «Панорама»).
Как ни странно это звучит, но излишняя секретность для военных – это тоже проблема. Из-за требований секретности мы ограничены в скорости получения космоснимков – они должны пройти через засекречивающие органы, в выборе поставщиков – они должны иметь право поставки секретных данных, в работе со смежными организациями – мы не можем выполнять совместные проекты по таким данным со многими гражданскими и иностранными организациями, хотя чаще всего все это «секреты Полишинеля». К счастью дело сдвинулось с мертвой точки и, надеемся, в ближайшее время проблема будет решена на уровне государства.
Также одной из главных проблем является недостаток специалистов. К сожалению, военных специалистов по ГИС немного, а для выпускников профильных ВУЗов такая служба не всегда престижна и малооплачиваема. Но и эта проблема решается. В настоящее время планируется обучение работе с ArcGIS на базе ГЦ АСУ ВВ и Пермского Военного Института внутренних войск МВД России.
Все же, не смотря ни на что, ГИС ВВ постоянно развивается и в ближайшее время превратится в мощную систему, при помощи которой повысится оперативность и эффективность управления войсками и принятия решений.
