В статье представлена созданная разработчиками компании «Лартех» экосистема для российской энергетики, построенная на базе протокола LoRaWAN, а также ее ключевой элемент – LРWAN.SmartGrid, облачное решение, обеспечивающее построение IoT-систем учета энергоресурсов. Приведены их характеристики и особенности.
ООО «Лартех», г. Санкт-Петербург
Одной из особенностей промышленного развития России в 2024 году стало ускоренное распространение технологий интернета вещей (IoT). К их числу относится LoRa – беспроводная технология передачи небольших объемов информации между IoT-устройствами на большие расстояния. Сети на основе протокола LoRaWAN характеризуются низким энергопотреблением (могут работать от электробатарей в течение нескольких лет), широкой зоной покрытия, низкой скоростью передачи информации и высоким уровнем информационной безопасности.
Необходимость распространения LoRaWAN-сетей продиктована требованиями:
- Федерального закона от 27.12.2018 № 522-ФЗ об использовании интеллектуальных систем учета электроэнергии;
- национального стандарта ГОСТ Р 71168-2023 «Информационные технологии. Интернет вещей. Спецификация LoRaWAN RU», введенного в действие 01.07.2024.
Санкт-петербургская компания Лартех в последние годы развивает решения в области технологий передачи данных для энергетики. Разработанная специалистами компании экосистема для российского энергетического сектора (рис. 1) основана на протоколах LoRaWAN RU и NB-IoT. В состав экосистемы входят облачное решение LPWAN.SmartGrid, базовые станции различных типов, приёмные устройства, размещаемые на локальных серверах, программные средства криптографической защиты информации, а также публичные, частные и конвергентные сети передачи данных.
Рис. 1. Экосистема «Лартех» для российской энергетики (увеличить изображение)
К особенностям LoRaWAN-решений можно отнести:
- сокращение капитальных затрат (CAPEX) на формирование ИСУ за счет:
-- снижения количества базовых станций LoRaWAN в 3–10 раз в сравнении с УСПД (при аналогичной стоимости оборудования и установки);
-- снижения общей стоимости приборов учета LoRaWAN (в сравнении с приборами учета, использующими сотовую связь типа GSM);
- сокращение операционных затрат (OPEX) за счет:
-- снижения стоимости обслуживания оборудования;
-- обеспечения резервирования связи;
-- существенного уменьшения платежей операторам связи;
-- упрощения мониторинга, диагностики и ремонта;
- удобство использования, обусловленное:
-- независимостью от оператора связи;
-- отсутствием необходимости подключать большое количество сим-карт;
-- самостоятельным формированием зоны покрытия (независимость от зоны покрытия оператора);
-- возможностью использования оборудования, изготовленного другими компаниями. Так, в IoT-системах LoRaWAN разработки «Лартех», наряду с устройствами этой компании, можно использовать приборы учета, изготовленные другими российскими предприятиями – ООО «НПК Инкотекс», АО «Энергомера», ООО «Электра» (Ротек), АО «ПКК Миландр» (Ростех, АО «НПП «Исток им. Шокина»), АО ГК «Системы и технологии», ООО «Миртек», ООО «СПбЗИП», ООО «Ленэлектро», ООО ПКФ «БЕТАР».
К особенностям LoRaWAN-решений от компании «Лартех» необходимо отнести их совместимость со всеми популярными в настоящее время в России аппаратно-программными комплексами и автоматизированными системами коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ), в том числе такими, как «Пирамида 2.0» и «Пирамида Сети»; «Энфорс Онлайн»; «Энергосфера»; «Телескоп+»; «АльфаЦЕНТР»; «Я-Энергетик»; Nekta.
Системы на базе LoRaWAN позволяют реализовать комплексный учет, получая данные с приборов учета всех ресурсов, использующихся в системе ЖКХ: электричества, воды, газа и тепла. Наряду с выполнением задач непосредственно мониторинга и учета энергоресурсов, IoT-системы обеспечивают надежную защиту и автономность комплексов, а также отсутствие привязки к оператору сотовой связи, поскольку у систем LoRaWAN собственная сеть телеметрии. Кроме того, собранная за большой промежуток времени информация анализируется с помощью искусственного интеллекта, что позволяет выявлять объекты с рентабельностью ниже установленного порога; прогнозировать спрос на энергоресурсы с учетом цикличности потребления и влияния внешних факторов; формировать рекомендации по эксплуатации и модернизации сети; выявлять случаи несанкционированных подключений к сети и появления аномальных нагрузок.
К разработкам компании Лартех относятся облачные программные решения, применяемые при построении систем сбора и передачи данных:
- платформу LРWAN.SmartGrid, в функции которой входят обеспечение связи с БС, сервис цифровых двойников, управление сетью LPWAN и сервис мониторинга;
- программный инструмент LРWAN.Metering Server, обеспечивающий интеграцию с платформами АСКУЭ и поддержку протоколов МЭК 104 (передача информации в сетях телеметрии и телемеханики), СПОДЭС (передача информации с интеллектуальных приборов учета на УСПД), DLMS (стандарт для сетевого обмена с приборами учета электричества, тепла, воды, газа);
- User Space – удобный пользовательский интерфейс настройки, мониторинга базовых станций и приборов учета.
На рис. 2. показано место платформы LРWAN.SmartGrid в общей информационной системе передачи показаний УСПД.
Рис. 2. Платформа LРWAN.SmartGrid в общей информационной системе передачи показаний приборов учета (увеличить изображение)
Разработка специалистов санкт-петербургской компании имеет несколько существенных особенностей, позволяющих оптимизировать полученную с приборов учета информацию перед ее отправкой в сеть с помощью встроенного ПО, а также обеспечить связность сети передачи данных и целостность передаваемой информации. Для этого используется режим, предусматривающий передачу данных в реальном времени исключительно в случае критической ситуации и тревожного события. Весь же остальной массив информации транслируется, исходя из условия обеспечения равномерной нагрузки на сеть. Важной особенностью LPWAN.SmartGrid является и возможность ее масштабирования в соответствии с потребностями заказчиков, в том числе с увеличением количества используемых приборов учета.
Можно отметить факт: все программные продукты, использованные в облачном решении LРWAN.SmartGrid, а именно сервер сети LPWAN.SmartGrid, операционная система Астра-Linux, система виртуализации VMmanager и система кластеризации Deckhouse, внесены в единый реестр российского ПО для ЭВМ и БД. Используемое клиентом частное облако полностью соответствует требованиям Федерального закона «О персональных данных» от 27.07.2006 № 152-ФЗ.
Одним из ключевых показателей функционирования современных IoT-систем является уровень информационной безопасности. В рамках развития своих решений компания Лартех взаимодействует с ИнфоТеКС — разработчиком средств VPN и криптографической защиты информации. В составе платформы LPWAN.SmartGrid для обеспечения криптографической защиты передаваемых данных могут применяться продукты «ИнфоТеКС», используемые в соответствии с требуемым уровнем защищённости информационных систем.
- программный комплекс VipNet Client, обеспечивающий базовый уровень защиты (КС1);
- программный комплекс VipNet Client с аппаратно-программным модулем доверенной загрузки АПМДЗ (усиленная защита по уровню КС2);
- программно-аппаратный комплекс VipNet SIES Core (максимальный уровень защиты КС3 для специализированных систем).
Программно-аппаратные комплексы, разработанные компанией «Лартех», эксплуатируются в ряде организаций электроэнергетического сектора, включая АО «ТЭК», ОАО «Электросеть», АО «ЕвроСибЭнерго», АО «Мособлэнерго», АО «Витимэнерго», АО «Белгородэнергосбыт», ОАО «Липецкая энергосбытовая компания», АО «Читаэнергосбыт» и другие компании отрасли.
Опубликовано_в журнале ИСУП № 5(113)_2024
ООО «Лартех»,
г. Санкт-Петербург,
тел.: +7 (812) 339-4501,
e-mail: info@lar.tech
Иллюстрации предоставлены компанией ООО «Лартех»
_big.jpg'); "2(116)_small.jpg")
