Stradar | Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki Politechniki Gdańskiej

 
 

1. OGÓLNE DANE O PROJEKCIE

1.1. Tytuł projektu

Strumieniowa transmisja danych czasu rzeczywistego w rozproszonych systemach dyspozytorskich i teleinformatycznych Straży Granicznej

1.2. Termin realizacji

• data rozpoczęcia: 23.12.2014
• data zakończenia: 22.04.2020

1.3. Konsorcjanci

• Politechnika Gdańska (lider), Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki: Katedra Sieci Teleinformacyjnych
• DGT Sp. z o.o.
• Nordcom Sp. z. o. o.

1.4. Gestor

Morski Oddział Straży Granicznej w Gdańsku

1.5. Umowa Nr

DOB-BIO6/10/62/2014

1.6. Kierownik Projektu

dr hab. inż. Sylwester Kaczmarek, prof. PG

2. CEL I WYNIKI PROJEKTU

Z uwagi na fakt rozszerzenia zakresu funkcjonalności wyniku projektu podczas jego realizacji cel główny projektu był dwuczęściowy. W pierwszej części obejmującej etapy 1, 2 i 3 cel ten obejmował wykonanie demonstratora technologicznego umożliwiającego eksplorację i archiwizację: Sygnałów mowy, Danych mapowych zawierających informacje AIS oraz GPS, Sygnałów wideo, Komunikatów SMS, SDS, kolekcjonowanych na serwerach archiwizacji włączonych w sieć IP Straży Granicznej. Te wszystkie rodzaje danych są udostępniane na bieżąco lub archiwalnie w zależności od sytuacji operacyjnej w postaci i zakresie konfigurowanym przez użytkownika (operatora) systemu. W skład demonstratora technologicznego wchodzą następujące urządzenia: dedykowane serwery (akwizycji sygnałów mowy, obrazu i SMS), stanowisko wizualizacji zdarzeń SWZ, uniwersalny kontroler radiowy UKR, oprogramowanie aplikacyjne i narzędziowe. Z kolei w drugiej części składającej się z etapów 4 i 5 demonstrator technologiczny systemu STRADAR został przebudowany do IX poziomu technologii oraz rozbudowany o dodatkową funkcjonalność, tzn. sterowania kamerami wideo, wizualizacji danych radarowych oraz zarządzania. Szczegółowe cele projektu obejmowały:

1. Opracowanie koncepcji migracji z systemu MCS w technologii TDM będącego elementem systemu ZSRN do systemu MCS w technologii IP;
2. Koncepcję realizacji usług rejestracji, archiwizacji i synchronizacji danych obsługiwanych przez system MCS;
3. Wykonanie demonstratora MCS z zaimplementowanymi usługami rejestracji, archiwizacji i synchronizacji danych.
4. Opracowanie i wykonanie mechanizmów obsługi kolejki multimedialnej oraz zobrazowanie wyników na stanowisku wizualizacji zdarzeń SWZ w celu wsparcia jednolitego obrazu sytuacji operacyjnej.
5. Opracowanie wytycznych do koncepcji współpracy demonstratora technologicznego z systemem EUROSUR, wspólnego europejskiego systemu zintegrowanego zarządzania granicami.

Te cele szczegółowe zostały rozszerzone o funkcjonalności:

• Wizualizacji danych radarowych za pomocą SWZ i przeglądarki www na tle mapy podkładowej w technologii HTML5.
• Zdalne zarządzanie i sterowanie położeniem obiektywu i parametrami kamer video w oparciu o protokół ONVIF z poziomu SWZ i przeglądarki www.
• Zarządzanie i utrzymanie wybranych elementów systemu STRADAR oraz centralne uwierzytelnianie i autoryzacja użytkowników a także możliwość wizualizacji statusu systemu oraz wglądu do szczegółów konfiguracji poszczególnych urządzeń infrastruktury systemu.

Permanentne testy oraz badania zrealizowanego systemu wykazały zgodność funkcjonalną i sprzętową z założeniami i oczekiwaniami. Cele główne i szczegółowe projektu zostały osiągnięte a elementy funkcjonalne systemu Stradar osiągnęły IX poziom gotowości technologii. Zarówno demonstrator technologiczny, przekształcony w produkcyjny system STRADAR, jak i system STRADAR przeszedł pozytywnie testy akceptacyjne, uzgodnione z Gestorem, którym jest Morski Oddział Straży Granicznej w Gdańsku. Testy te były przeprowadzone w obecności przedstawicieli Gestora a ich wyniki zamieszczone w sporządzonym raporcie. System STRADAR w obecnej wersji jest przygotowany do realizacji etapu instalacji pilotażowej u Gestora.

3. ARCHITEKTURA I FUNKCJONALNOŚĆ SYSTEMU STRADAR

W ramach projektu został opracowany i zrealizowany system STRADAR w którego skład wchodzą następujące istotne elementy funkcjonalne (patrz rysunek):

• Centrum,
• Serwery Archiwizacji SA,
• Punkt Obserwacyjny PO wyposażony w UKR stacjonarny,
• Jednostka Mobilna JM wyposażona w UKR mobilny,
• Stanowisko Wizualizacji Zdarzeń SWZ,
• konsole operatorskie mobilna mKO i stacjonarna sKO.

Niezależnie od tych elementów zostało wytworzone środowisko badawcze, które umożliwia uruchamianie i testowanie zrealizowanego systemu STRADAR. Należą do niego między innymi: serwer telefoniczny IP, rejestrator, brama GSM, switche dla emulacji sieci IP MOSG, serwer WWW danych mapowych, serwer danych radarowych.

Źródłami informacji dla Jednostki Mobilnej są odbiornik AIS, Kamera, odbiornik GPS, Radar, Konsola Operatorska KO mobilna w której także jest zainstalowany programowy telefon VoIP. W przypadku Punktu Obserwacyjnego tymi źródłami są odbiornik AIS, Kamera, Radar i opcjonalnie telefon VoIP podłączony do UKR.

System od strony funkcjonalnej ma wspierać działania operacyjne personelu straży granicznej więc ich zakres wynika bezpośrednio z jego potrzeb oraz informacji dostarczanych przez dostępne sensory. Podstawowe działania dotyczą śledzenia i gromadzenia informacji o obiektach pływających w obszarze morskich granic państwa a następnie ich przetwarzania i udostępniania w postaci przydatnej personelowi. Dana są dostarczane przez radary oraz AIS i gromadzone w bazach danych wraz z informacjami o ich przemieszczaniu się w czasie. Zapis taki jest konieczny z uwagi na potrzebę nietylko przedstawiania na mapie bieżącej ale także archiwalnej sytuacji oraz tras przebytych przez obiekty wraz z dodatkowymi podstawowymi danymi. Niezależnie od sytuacji prezentowanej na mapie operator ma możliwość prezentacji informacji o obiektach w postaci tabelarycznej w różnych dynamicznie ustawianych konfiguracjach przeglądania i zestawiania danych bieżących i archiwalnych. W systemie gromadzone są także inne dane: pochodzące z kamer wideo, systemu komunikacji audio, a także wiadomości SMS, zdjęcia, pliki i notatki, które w taki czy inny sposób są powiązane z nadzorowanymi obiektami lub działaniami personelu. W związku z tym w bazach danych są utworzone powiązania i relacje pomiędzy obiektami oraz związanymi z nim danymi lub podjętymi działaniami personelu. Zostały one tak utworzone aby możliwe było prezentowanie tych powiązań i związków zarówno dla sytuacji bieżących jak i archiwalnych bez jak i z zachowaniem relacji czasowych poszczególnych zdarzeń. Ponieważ działania operacyjne mogą dotyczyć różnych sytuacji to system ma możliwość jednoczesnej prezentacji na wieloekranie wielu zadań z których każde może składać się z wielu zdarzeń. Skład i zakres opisu zadania i zdarzeń jest konfigurowany przez operatora w zależności od zdefiniowanych przez niego potrzeb operacyjnych.

System STRADAR jest systemem, który jest rozmieszczony na dużym obszarze a jego personel może być rozlokowany w ustalonych punktach tego obszaru lub przemieszczać się a przy tym jednocześnie musi być zapewniona gwarancja komunikacji audio w obrębie sieci MOSG oraz z użytkownikami sieci publicznej. W związku z tym został on wyposażony we wszystkie możliwości funkcjonalne jakie posiada telefoniczny system dyspozytorski.

Ponieważ system musi być dostępny dla personelu w trybie pracy ciągłej i tym samym działać i być sprawny bez przerw, konieczne było również zrealizowanie funkcjonalności obejmujących zarządzanie użytkownikami oraz utrzymaniem urządzeń składających się na ten system.

Obok wymagań funkcjonalnych na system zostały także narzucone wymagania co do wykorzystywanych technologii. I tak na poziomie sieci łączącej elementy systemu narzucona została technologia IP, podobnie jest dla systemu dyspozytorskiego. W przypadku baz danych przeznaczonych do archiwizacji informacji założono rozwiązania NoSQL bazując na technologii chmurowej. Przy czym należy tu podkreślić, że z uwagi na kontynuację wcześniejszego projektu KONSOLA w Centrum pozostały już stosowane bazy SQL. Podobne podejście zostało zastosowane w przypadku rozwiązania interfejsów personel – system STRADAR, tzn. pozostawiono dla niektórych rozwiązania bazujące na specjalizowanych kontrolkach a w niektórych na rozwiązaniach webowych z wykorzystaniem HTML.