Цифровая платформа «Газсеть» как элемент Единого Информационного Пространства и средство интеграции информационных потоков от региональных систем учёта газа

История создания ЦП «Газсеть»

Техническое задание на пилотный проект региональной информационной системы было подготовлено разработчиками ООО «Техномер» совместно со специалистами региональных газовых компаний. При разработке технического задания нашли применение как опыт создания нашими специалистами системы СОДЭК, так и опыт профессионального применения полученных данных отделами АСКУГ и метрологии региональных газовых компаний. Как основная задача выдвигалась консолидация наиболее распространённых типов узлов учёта газа в единой системе, предоставляющей детальный разбор архивных и текущих параметров. Большое внимание было сосредоточено на оптимальной организации процессов сбора данных. Во главу угла были поставлены производительность и надёжность выполнения процессов при использовании телекоммуникационных сетей, достоверность собираемых данных, универсальность форматов и алгоритмов. Данные аспекты позднее оказались наиважнейшими для решения задач масштабируемости опроса и обработки собранных данных.

В рамках реализации проекта по указанным требованиям в 2015 году была разработана первая версия ПО «Газсеть». Она поддерживала сбор данных пока только для корректоров ЕК/ТС, но уже отличалась повышенной эффективностью сбора данных. Опытная эксплуатация системы проводилась в трех региональных компаниях: в Нижнем Новгороде, Оренбурге и Калуге.

После успешно проведенных испытаний система была внедрена в нескольких регионах на постоянной основе и начался процесс её эволюционного развития. Оно означало, в первую очередь, расширение спектра поддерживаемых типов узлов учёта газа и сопровождалось распространением ПО «Газсеть» по новым региональным газовым компаниям. Рост популярности решения «Газсеть» стал результатом первоначального интереса не только к техническим аспектам, но и к насущным профессиональным потребностям пользователей ‒ специалистов по учёту газа.

Отметим, что с самого начала пристальное внимание уделяется защите передаваемой информации. Помимо шифрования авторизационных данных, контроль целостности данных осуществляется на всех этапах сбора, обработки, представления информации. На уровне доступа к приложениям верхнего уровня действует система разграничения доступа. Она обеспечивает ограничение прав пользователя как в пределах назначенного ему списка узлов учёта и групп узлов учёта, так и в пределах набора функциональных возможностей, доступных ему согласно роли пользователя.

В настоящий момент общее количество узлов учёта газа, подключенных к ПО «Газсеть: Экстра», составляет более 100 000 штук. Количество региональных компаний, эксплуатирующих «Газсеть», выросло до 47.

Основные задачи

Вот основные задачи, поставленные перед системой:

• единая система телеметрии для всех категорий потребителей газа (население, комбыт, промышленность);

• дистанционный сбор метрологических параметров о потреблении газа и состоянии УУГ;

• гарантия достоверности и автоматическое обеспечение полноты собираемых данных;

• формирование оперативного баланса газа и подготовка данных для закрытия коммерческого баланса;

•  использование данных в закрытии коммерческого баланса газа;

• единое программное обеспечение для метрологов и инспекторов режимов газоснабжения РГК при выполнении проверок УУГ потребителей;

• реализация инструментов контроля и анализа работы системы телеметрии;

• интеграция с учётными системами РГК (ИУС «ГАЗ», 1С: АИС «РНГ», 1С: АИС «Регионгаз», ИУС «ЦИФРА»);

• инструменты для обеспечения прозрачности взаимоотношений между Поставщиком и Потребителем газа: мобильное приложение и личный кабинет потребителя газа.

Информационно-техническое сопровождение

Одним из преимуществ, предлагаемых разработчиками ПК «Газсеть» пользователям продукта, является информационно-техническое сопровождение. Приобретая данный комплекс услуг, Заказчик получает прежде всего доступ к выделенной линии технической поддержки. Кроме того, при желании он может побыть идеологом «Газсети», т.е. поучаствовать в улучшении существующего и проектировании нового функционала программного комплекса «Газсеть». Такое творчество может начинаться с простого обсуждения пожеланий пользователей по телефону или в переписке. При появлении серьёзной заинтересованности разрабатывается детальное ТЗ новых функций.

За 2022 год только по техническим заданиям региональных газовых компаний было реализовано более 50 функциональных возможностей, позволяющих пользователям усовершенствовать, ускорить, повысить достоверность коммерческого учёта газа.

Приведём примеры новшеств, добавленных по идеям и запросам пользователей из РГК:

• Авторассылка отчётов. Настраиваемый процесс автоматического создания и отправки отчётов о газопотреблении заинтересованным лицам — потребителям газа и обслуживающим компаниям. Этот инструмент исключает необходимость снятия данных в ручном режиме с узла учёта газа в случае установки системы телеметрии. Техническое задание от ООО «Газпром межрегионгаз Оренбург».

• Поддержка вычислителей серии СПГ 74х. Техническое задание от ООО «Газпром межрегионгаз Новосибирск».

• Поддержка корректоров UFG. Техническое задание от ООО «Газпром межрегионгаз Нижний Новгород».

• Поддержка вычислителей ВКГ3Т. Техническое задание от ООО «Газпром межрегионгаз Махачкала».

• Диагностика нештатных ситуаций в приложении «Пульт Диспетчера». Техническое задание от ООО «Газпром межрегионгаз Самара».

• Уникальные инструменты загрузки данных из внешних ИС в «Газсеть». Технические задания от РГК из нескольких регионов: Белгород, Рязань, Владимир, Оренбург и др.

• Специализированные отчёты по техническим заданиям от РГК из нескольких регионов: Ставрополь, Владимир, Рязань, Оренбург, Нижний Новгород и др.

Схема информационных потоков

Программный комплекс «Газсеть» выступает в роли системы сбора данных с приборов учёта газа различных секторов газопотребления: Население, Комбыт, Промышленность.

Поступление в систему новых данных о газопотреблении осуществимо как в автоматическом режиме по каналам TCP, FTP, CSD, так и в ручном режиме — путем экспорта данных, снятых вручную с узла учёта газа. Транспортные файлы, экспортируемые в «Газсеть», защищены контрольной суммой и хешированием для исключения возможности даже случайного искажения данных.

Приём данных с приборов учёта газа серии СМТ выполняется по каналу связи TCP с использованием внутреннего защищённого протокола обмена. Объём данных, получаемый с приборов СМТ по внутреннему протоколу, позволяет выполнять различного уровня диагностические задачи, инициализировать приборы с нештатными ситуациями, влияющими на достоверность измерений.

ПО «Газсеть» помимо анализа архивных данных позволяет осуществлять дистанционное изменение параметров корректора и контроль состава газа, а также управление режимами передачи данных.

Для передачи данных из «Газсети» во внешние системы обычно используется XML-формат, разработанный специально под стороннее приложение-обработчик, например, «загрузчик в 1С», применяемый в ряде РГК. Загрузчик в 1С разрабатывается, как правило, программистом 1С региональной газовой компании.

Для выгрузки в ИУС «ГАЗ», ИУС «Цифра» используется программный модуль «Газсеть: Шлюз», который реализует API-интерфейс по протоколу SOAP. Наличие такого Web API-интерфейса даёт возможность авторизованного доступа к данным «Газсеть» из любого удалённого приложения. Через «Газсеть: Шлюз» возможно выполнять только чтение данных.

Инструментарий диспетчера в «Газсети»

Объём данных, периодически получаемый от приборов, позволяет решать различного рода диагностические задачи, например, быстро обнаруживать приборы с активными нештатными ситуациями, влияющими на достоверность измерений.

К примеру, для выявления приборов с аварией в приложении «Пульт Диспетчера» достаточно выполнить одно нажатие на фильтр «Авария» — пиктограмму «красный треугольник»). Приложение мгновенно отфильтрует список узлов учёта газа, и на экране останутся только «аварийные».

После применения фильтра «Аварии» можно выбрать любой из приборов и увидеть, какая именно авария имеется на данном приборе, а перейдя в архив событий, увидеть, когда данная авария произошла и что этому предшествовало.

Благодаря умным свойствам прибора СМТ, а также развитому интерфейсу приложении «Пульт Диспетчера» пользователю легко восстановить картину нарушений. Например, диспетчер мог бы наблюдать следующую историю событий, восстановленную нами по реальным архивам. У потребителя счётчик стоял в газовой среде (К-фактор в газовом диапазоне), и неоднократно фиксировалось событие превышения максимального расхода. После чего владелец узла учёта, предположительно, с целью несанкционированного вмешательства в конструкцию прибора 16 октября 2022 года снял прибор с газовой трубы (К-фактор изменился на воздух) и вскрыл корпус, инициировав срабатывание датчиков вскрытия корпуса и батарейного отсека.

Итак, функционал приложения «Пульт Диспетчера» помогает восстанавливать в деталях историю событий и историю потребления, текущее состояние узла учёта газа, выявлять несанкционированные вмешательства в узел учёта газа, а также гарантировать достоверность метрологических характеристик прибора. Приложение, следовательно, предоставляет хороший инструментарий, умелое применение которого позволяет вести достоверный коммерческий учёт.

Взаимодействие с внешними информационными системами

Для взаимодействия с внешними информационными системами используется программный модуль «Газсеть: Шлюз». Он представляет собой набор функций, позволяющих получить архивные, текущие, диагностические данные, а также управлять принудительным опросом приборов. Данные представляются в JSON-формате и передаются по защищённому протоколу SOAP. Основное преимущество данного модуля в едином представлении данных, не зависящем от типа прибора, его протокола и формата собираемых с него данных.

Основные внешние информационные системы, интегрированные с платформой «Газсеть» посредством использования программного модуля «Газсеть: Шлюз»: МСОИ СТК (АО «Мособлгаз), ИУС «ГАЗ» (учётная система ООО «Газпром межрегионгаз») и ИУС «ЦИФРА» (единый пульт управления ООО «Газпром межрегионгаз»).

Интеграция с ИУС «ГАЗ» выполнена более чем в 40 региональных компаниях.

Интеграция с ИС ИУС «ЦИФРА» началась в 2022 году и на данный момент включает в себя региональные газовые компании Самары, Вологды, Махачкалы, Ижевска, Смоленска, Владимира и др.

Масштабирование «Газсети» и организация группы серверов

Дополняя вышеизложенное, нам следует уделить особое внимание масштабируемости системы «Газсеть» и привести статистические данные по количеству узлов учётов в БД «Газсеть» на примере некоторых регионов. Кроме того, тему масштабирования будет полезно проиллюстрировать на конкретных примерах о клиент-серверном взаимодействии пользователей системы с сервером данных и об организации взаимодействия группы серверов.

Наш опыт разработки и сопровождения развёрнутых экземпляров «Газсети» совместно с узлами учёта на базе интеллектуальных счётчиков газа СМТ и цифровыми модулями серии БПЭК-ЦК показал следующие эмпирические оценки производительности. Оказалось, вполне возможно на небольших мощностях сервера организовать сбор данных более чем с 1000 промышленных узлов учёта с периодичностью раз в час полного объёма архивных данных, а также около 5000 приборов комбыта с ежесуточным обменом, а также несколько тысяч счётчиков газа СМТ в подекадном режиме. Такая производительность была достигнута на практике в том числе и благодаря оптимизированному внутреннему протоколу обмена приборов с серверами сбора данных.

Для использования данных о газопотреблении организуют подключение к центральной базе РГК нескольких клиентских рабочих мест, каждое — со своим уровнем доступа, соответствующим выданной Администратором учётной записи. На уровне ПО ограничение на количество одновременных клиентских соединений отсутствует. На данный момент в одном из РГК зафиксировано 67 одновременных подключений.

В ООО «Газпром межрегионгаз Нижний Новгород» реализована АСКУГ на базе ПТК «Газсеть» с применением многосерверного сбора данных. Группа серверов сбора данных включает 3 физически выделенных сервера для сбора данных отдельно по секторам потребления газа:

1. промсектор;

2. комбытсектор (коммунально-бытовой);

3. население (абоненты).

Каждый из 3 серверов сбора данных включает в себя не только сервисы опроса, но и сервисы обработки данных, которые выполняют импорт первичных файлов с данными от приборов учёта далее, в Центральную БД «Газсеть».

Такая схема организации, как показала практика, обеспечила хороший уровень производительности сбора данных даже при том, что каждый из выделенных серверов имеет средние показатели мощности. Легко сообразить, что если увеличить количество и мощность серверов, то тем самым можно создать дополнительный прирост производительности, необходимый для планируемого масштабирования. Такая гибкость заложена в архитектуру «Газсети», так как рост числа УУГ предполагался с самого начала.

Кроме производительности, схема с группой серверов сбора данных имеет дополнительное преимущество. Только серверы сбора данных уязвимы для внешних атак, но не сервер СУБД, который является полностью защищённым от внешних воздействий. Следовательно, данная организация сбора данных обеспечивает достаточный уровень устойчивости и безопасности с точки зрения сохранности собранных данных.

Мобильное приложение

Наряду с сервисами и приложениями «Газсети», нацеленными на удовлетворение нужд РГК, специалистами ООО «Техномер» разработано мобильное приложение «Моя Газсеть», доступное для скачивания в магазинах приложений RuStore, App Store, Google Play.

Мобильное приложение «Моя Газсеть» — это простой, удобный, безопасный и доступный каждому потребителю газа способ получить информацию об услугах газоснабжения со своего мобильного устройства. Приложение можно установить на смартфоны и планшеты под управлением операционных систем Google Android и Apple iOS.

Пользователь приложения может отслеживать газопотребление, контролировать состояние узлов учёта газа, подготавливать отчёты о потреблении газа, получать оперативные PUSH-уведомления о возможных неполадках с газовым оборудованием, а также выполнять оплату за потреблённый газ.

Указанные возможности доступны как для владельцев узлов учёта газа, оснащенных интеллектуальным счётчиком газа СМТ, так и для корректоров, оснащенных интеллектуальными цифровыми коммуникационными блоками серии БПЭК-ЦК.