Концепция полнофункциональной единой государственной системы информации об обстановке в Мировом океане Н.Н. Михайлов, ВНИИГМИ-МЦД Росгидромет

Единая государственная система информации об обстановке в мировом океане и ее применение для информационной поддержки морской деятельности российской федерацииН. Н. Михайлов, Е. Д. Вязилов, А. А. Воронцов, С. В. БеловВведение

Информация по гидрометеорологии, морским перевозкам, навигации и управлению движением судов, добыче водных биоресурсов и углеводородного сырья, социально-экономическим условиям и другие (далее, используется обобщающий термин – информация об обстановке в Мировом океане) широко используется в ходе исследований, освоения и использования пространств и ресурсов океанов и морей, прибрежных территорий. Она сосредоточена в более чем 30 информационных системах федеральных органов исполнительной власти (ФОИВ) и Российской академии наук (РАН). При этом ни одна из систем не обладает потенциалом, позволяющим эффективно выполнять свои задачи без привлечения дополнительной информации от смежных систем. Но ведомственные системы функционируют, как правило, без необходимого взаимодействия, и следствием этого является использование информации, ограниченной по ведомственному признаку.

Своевременное предоставление качественной и полной информации об обстановке в Мировом океане представляет собой содержание информационного обеспечения морской деятельности. Очевидно, что сценарии долгосрочного развития морехозяйственного и военно-морского комплексов России должны учитывать вопросы информационного обеспечения, которые во многом будут определять конкурентоспособность России в этой сфере. Анализ потребностей позволил сформулировать следующие ключевые требования к эффективному информационному обеспечению морской деятельности:

• информация не должна быть внутриведомственно или регионально замкнута, и необходимо иметь возможность гибкой комбинации ресурсов нескольких, а в ряде случаев всех действующих информационных систем. Причем эти комбинации могут существенно варьироваться в зависимости от задачи;
• информация должна быть релевантная потребностям конкретных пользователей (групп пользователей), обобщена и представлена готовой для прямого применения ими, даже если она существует в системах только в первичном виде;
• информация должна предоставляться строго в соответствии с назначенными соглашениями по уровню сервисов (например, с минимальной и заранее объявленной задержкой во времени и другими показателями);
• информация должна иметь законодательное (нормативное) подтверждение качества, быть категорирована с учетом ее содержания (открытая, конфиденциальная информация, информация двойного назначения) и защищена от несанкционированного доступа к ней.
• Морская доктрина Российской Федерации на период до 2020 года определила стратегический подход к ее организации, основанный на создании и развитии глобальных информационных систем в целях интеграции и рационального использования систем и средств различного ведомственного подчинения и информационной поддержки принятия решений на различных уровнях.

Одной из таких глобальных систем является Единая государственная система информации об обстановке в Мировом океане (ЕСИМО). Разработка системы выполнялась в рамках завершенной Федеральной целевой программы «Мировой океан». Государственный заказчик системы – Росгидромет.

ЕСИМО представляет собой межведомственную информационную систему, предназначенную для решения следующих основных задач:

• формирование и ведение общего информационного пространства в области морской деятельности;
• предоставление комплексной информации об обстановке в Мировом океане органам государственной власти Российской Федерации, осуществляющим морскую деятельность юридическим и физическим лицам;
• информационное взаимодействие с международными системами.

Сфера применения ЕСИМО охватывает все направления и виды морской деятельности, определенные Морской доктриной. В соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 29.12.2005 № 836 (изменения от 2009 года) «Об утверждении Положения о Единой государственной системе информации об обстановке в Мировом океане» первая очередь единой системы введена в действие в 2008 году, а в 2013 году завершено создание полнофункциональной ЕСИМО.1.Организация ЕСИМО

Участниками ЕСИМО являются МЧС России, МИД России, Минобороны России, Минобрнауки России, Минприроды России, Минпромторга России, Минтранса России, Минэкономразвития России, Минэнерго России, Росрыболовство, Росгидромет, Роскосмос и Российская академии наук (далее – ведомства), определенные Положением о ЕСИМО. Они являются, c одной стороны, информационными донорами единой системы, а с другой – основными ее пользователями, применяя интегрированную информацию об обстановке в Мировом океане для обеспечения деятельности по своему профилю.

Учреждения, наделенные ведомствами соответствующими полномочиями, – центры единой системы и поставщики информации (услуг) в единую систему – обеспечивают работу ЕСИМО в качестве операторов единой системы. В 2013 году осуществлены приемочные испытания 18 центров ЕСИМО и 19 поставщиков информации (табл. 1).

Информация об обстановке в Мировом океане является территориально распределенной и многодисциплинарной. Это определяет необходимость применения адекватных механизмов ее интеграции и обеспечения доступа в зависимости от географического размещения и номенклатуры источников данных, месторасположения пользователей единой системы.

В связи с этим ЕСИМО построена на основе сетевой двухуровенной модели [5] (рис. 1) и состоит из сетевых узлов, каждый из которых представляет собой, по сути, распределенную

информационную систему в применении к федерации присоединенных к нему узлов. Сетевые узлы взаимодействуют между собой, обеспечивая доступ пользователей к данным любого узла независимо от их точки входа (обращения) в единую систему.

Таблица 1

Состав центров ЕСИМО и поставщиков информации в единую систему 

В практике ЕСИМО действуют сетевые узлы категорий: специализированный, региональный и распределенный центральный, на которые замыкаются предопределенные ведомственные узлы. Центры ЕСИМО и поставщики информации в единую систему, эксплуатирующие ведомственные информационно-технологические узлы (ВИТУ), обеспечивают регистрацию информации, предоставляемой в единую систему из ведомственных систем по их принадлежности. После ее завершения соответствующие данные или сервисы переходят в статус информационных ресурсов ЕСИМО, метаданные и данные ресурсов предоставляются сетевому узлу, к которому присоединен ведомственный узел. Операторы также имеют возможности получать новую информацию и выполнять информационное обслуживание с применением средств сетевого узла.

Операторы региональных и специализированных информационно-технологических узлов (РИТУ/СИТУ) реализуют все задачи ЕСИМО в применение к заданному региону или тематике.

Рис. 1. Обобщенная организационно-функциональная архитектура ЕСИМОВыполняют предоставление информации в единую систему согласно своим обязательствам, ведут сеть предписанных ведомственных узлов, синхронизацию метаданных и обмен данными между собой и с центральным узлом ЕСИМО, а также обслуживают потребителей информации об обстановке в Мировом океане согласно зоне ответственности.

Операторы распределенного центрального информационно-технологического узла (РЦИТУ) обеспечивают процессы взаимодействия с внешними системами, обслуживания пользователей федерального уровня, а также осуществляют управление работой единой системы в целом. РЦИТУ ведет сеть «своих» ведомственных узлов, обмен ресурсами с другими сетевыми узлами, выполняя при этом консолидирующую роль, ведет и распространяет общесистемные базы данных и единую электронную карту-основу.

Спецификации работы операторов ЕСИМО, включая категорию узла единой системы, состав предоставляемой информации и др., определяются Порядками и регламентами деятельности центра ЕСИМО или Соглашениями по предоставлению информации (услуг) в единую систему для поставщиков информации (услуг). Эти документы утверждаются ведомствами по согласованию с Росгидрометом. Организация и управление деятельностью центров и поставщиков информации (услуг) осуществляется ведомствами по принадлежности.

На текущий момент система имеет следующую структуру (табл. 2).Структура ЕСИМО

Таблица 2 

Управление функционированием ЕСИМО осуществляется рабочими органами единой системы. Рассмотрение вопросов межотраслевого значения в области функционирования системы возложено на Межведомственную комиссию, состоящую из представителей ведомств-участников ЕСИМО. Координатором системы является Росгидромет. Методическое, информационно-аналитическое и технологическое сопровождение ЕСИМО ведет ФГБУ «ВНИИГМИ-МЦД» Росгидромета. Центры, эксплуатирующие сетевые узлы единой системы, осуществляют методическую поддержку деятельности центров и поставщиков информации по обеспечению работы соответствующих ведомственных узлов, присоединенных к ним.

2.Информационно-коммуникационные технологии2.1.Техническая архитектура

В ЕСИМО применено техническое решение, принципиальными элементами которого являются [2]:

• типовые аппаратно-программные комплексы узлов единой системы, созданные на компонентной основе и технологиях сервисно-орентированной архитектуры;
• спецификации взаимосовместимости узлов и компонентов ЕСИМО.

В общем случае аппаратно-программный комплекс (АПК) узла ЕСИМО представляет собой совокупность компонентов (рис. 2), состоящих из средств телекоммуникационной связи, вычислительного оборудования, общего и специализированного программного обеспечения.

Компоненты ЕСИМО выполняют технологии информационного взаимодействия, обработки и анализа данных, информационного обслуживания и управления работой единой системы [3]. Более подробные сведения о технологиях даны ниже.

В качестве общего программного обеспечения для компонентов используется открытое и свободное программное обеспечение. Это решение в целом отражает современную тенденцию уменьшения зависимости пользователей программного обеспечения от разработчика (так называемый vendor lock-in), снижает стоимость разработки, и особенно эксплуатации системы.

Применяется Linux-подобная операционная система CentOS и среда виртуализации на серверах VMware® ESX Server™, среда разработки и функционирования: язык J2EE (Java 2 Platform, Enterprise Edition), виртуальная машина JVM, сервер приложений Jboss Application Server и веб-сервер Apache. Инструментальные программные средства включают базовый продукт для порталов Jboss Portal, средства идентификации Java Open Single Sign-On (JOSSO), cистему управления базами данных (СУБД) PostgreSQL


 

Рис. 2. Типовая компонентная структура узла ЕСИМО полной конфигурации

c расширителем PostGIS, геоинформационный сервер Geoserver в сочетании с программами uDig и QuantumGIS, а также библиотеки OpenLayers для создания клиентских ГИС-приложений.

Транспортная среда ЕСИМО реализована в виде адресуемых VPN (Virtual Private Network) защищенных каналов между центрами ЕСИМО в сетях общего назначения и (или) ведомственных сетях. Каждый узел ЕСИМО оборудован, как минимум, коммутатором и межсетевым экраном.

Вычислительное оборудование узлов ЕСИМО категорировано по выполняемым функциям и нагрузкам. Так оборудование ведомственного узла включает один сервер средней мощности, источник бесперебойного питания и рабочие станции для операторов, а оборудование сетевых узлов состоит из двух мощных серверов, системы хранения, источников бесперебойного питания и рабочих станций для операторов. Для обеспечения надежности работы сетевых узлов ЕСИМО применяется кластеризация их аппаратно-программных ресурсов посредством создания основной и дублирующей групп виртуальных машин, физически разнесенных на разные сервера.

Компоненты и узлы ЕСИМО взаимодействуют между собой в определенной системобразующей среде, включающей средства взаимосовместимости и Cервисную шину.

Средства взаимосовместимости состоят из спецификаций метаданных (данные о данных) и данных, протоколов обмена, средств информационного и программного взаимодействия через веб-сервисы и API (Application Programme Interface) на базе методов и средств сервисно-ориентированной архитектуры, стандартов Международной организации стандартизации (ИСО/ISO) серии 19100 и Открытого ГИС Консорциума (ОГК/OGC). Отметим, что разработаны и применяются ряд собственных решений ЕСИМО в виде расширений имеющихся средств взаимосовместимости.

Технологии ЕСИМО базируются на подходе, полностью основанном на метаданных (рис. 3) [1], который позволяет:

• описывать, как были произведены наблюдение и продукция (платформа, приборы, метод, программное обеспечение и т.д.);

Рис. 3. Объекты метаданных и их взаимосвязи

• обеспечивать контроль работы узлов единой системы и их компонентов;
• поддерживать отслеживание актуальности и доступности информационных ресурсов;
• поддерживать сведения о пользователях и отчетной информации о ее работе.

Для обеспечения информационной взаимосовместимости используется определенная прикладная модель представления метаданных, данных и сервисов, основанная на стандартизации свойств объектов: идентификация, содержание, производство, происхождение, связность, ограничение доступа, жизненный цикл. Модель строится на стандартах ISO в виде XML (eXtensible Markup Language) схемы. На ее основе сконструированы записи метаданных для ведения каталогов метаданных, общих кодов классификаторов, а также прикладные протоколы обмена данными. Единицей управления информацией является набор данных или сервис, которому всегда должен соответствовать набор метаданных. Связка «набор данных – набор метаданных» представляет собой информационный ресурс. Аналогично организовано управление других объектов ЕСИМО (источников данных, узлов и их компонентов, пользователей и др.). Используются следующие каталоги общесистемных метаданных:

• каталог узлов сети – для контроля состояния узлов ЕСИМО и их компонентов;
• каталог информационных ресурсов – для поиска и извлечения данных и сервисов;
• каталог пользователей – для учета пользователей и их ролей, поддержки процессов информационного обслуживания;
• каталог распространяемой информации – для организации передачи данных узла сети в другие узлы системы;
• каталог предоставляемой информации – для организации процессов доставки информации пользователям, включая внешние системы, в режиме выталкивания («push») по подписке или событию. Может быть составной частью Каталога распространяемой информации;
• каталог показателей работы ЕСИМО – для оценки функционирования узлов единой системы и отчетности о ее работе.

Отметим, что крупные зарубежные информационные системы в области ЕСИМО, включая Глобальную систему наблюдений за Землей, Информационную систему Всемирной метеорологической организации, также базируются на аналогичном подходе [4 – 7].

Обеспечение программно-технической совместимости достигается за счет применения типовых аппаратно-программных комплексов (АПК), открытых протоколов ИСО/ISO и ОГК/OGC, а также использования специального компонента Сервисная шина, который играет определяющую роль в организации межкомпонентного и межузлового взаимодействия, обеспечивая построение цепочек компонентов и их вызовов, оповещения о выполнении ими информационных процессов, накопления базы журналов работы компонентов для мониторинга их работы.

Построение узлов ЕСИМО осуществляется посредством комбинирования компонентов и их развертывания в виде АПК на площадках центров единой системы (поставщиков информации). Согласно принятой организационно-функциональной структуре ведомственного ЕСИМО применяются три типовые конфигурации:

• АПК ведомственного узла в составе одного сервера, который содержит компонент Поставщик данных и агент МРС для сбора сведений о работоспособности узла, средства безопасности;
• АПК специализированного узла минимальной конфигурации в составе двух серверов, который имеет перечисленные выше средства и компонент База интегрированных данных для доступа внешних приложений к интегрированным данным, загруженным в СУБД;
• АПК полной конфигурации, используемый в центральном, региональных и специализированном узлах военной подсистемы ЕСИМО в составе двух серверов, который включает все компоненты.2.2.Технологические процессы

ЕСИМО осуществляет сквозную схему управления информацией об обстановке в Мировом океане (рис. 4), реализуя технологии информационного взаимодействия, обработки и анализа данных, информационного обслуживания и управления работой единой системы.

Организация технологических процессов основана на событийной модели и применении Сервисной шины. По завершении одного процесса (например, обновление источника данных любого

Рис. 4. Основные информационные технологии ЕСИМО 

узла ЕСИМО) осуществляется автоматизированный переход к выполнению другого процесса (например, обработка и анализ новых данных или активация приложения пользователя и т. п.). В случае изменения задач или появления новых потребностей ЕСИМО обладает возможностями по расширению состава узлов и источников данных, сервисов информационного обслуживания. Схема функционирования ЕСИМО рассмотрена ниже.

2.2.1.        Информационное взаимодействие

Технология информационного взаимодействия обеспечивает работу системы распределенных баз данных (СРБД) в виде взаимодействующих региональных и специализированных федераций удаленных источников данных ведомственных информационных систем в контексте сетевой модели ЕСИМО. CРБД играет ключевую роль в функционировании единой системы, формируя общее информационное пространство в области обстановки в Мировом океане.

Интерфейс с ведомственными системами обеспечивает компонент Поставщик данных, с помощью которого операторы ЕСИМО производят формирование и ведение информационных

ресурсов единой системы. В роли настройщика (медиатора) управления распределенными ресурсами выступает Сервер интеграции сетевого узла, к которому присоединены ведомственные узлы с Поставщиками данных. По событию изменения ресурса производится обновление метаданных и данных в хранилище Сервера интеграции с последующей их доставкой компонентам обработки данных узла и внешним пользователям. По завершении процесса метаданные синхронизируются с другими сетевыми узлами единой системы. Таким образом, достигается постоянная поддержка актуальности информационного пространства и возможность доступа из любого сетевого узла к любому ресурсу единой системы.

Процессы ведения общесистемных баз данных (Общих кодов и классификаторов – ОКК, Централизованной базы метаданных – ЦБМД, электронной карты основы – ЭКО) осуществляются как отдельные информационные технологии, контролируемые Центром по методическому и информационно-технологическому сопровождению ЕСИМО.

2.2.2.        Обработка и анализ данных

Операторы ЕСИМО осуществляют подготовку производной оперативной и неоперативной продукции с использованием средств сетевых узлов системы.

В этой части ключевую роль играет компонент База интегрированных данных (БИД), представляющая универсальный механизм управления информацией на уровне сетевого узла ЕСИМО. Сервер интеграции выполняет доставку предустановленных ресурсов СРБД и БИД , осуществляет их загрузку в СУБД, выполняет выборки, объединение, агрегацию и обработку данных согласно заданным жизненным циклам данных. Процессы реализации жизненных циклов осуществляются автоматизированным путем, причем оператор ЕСИМО может изменить и назначить новые процессы жизненного цикла данных при необходимости. По событию обновления БИД Аналитический комплекс и ГИС-сервер производят автоматизированное обновление представлений (обобщений, справок, информеров) и геосервисов соответственно. Причем оператор может создать новые или усовершенствовать существующие представления или геосервисы. Вся новая информация регистрируется в качестве информационного ресурса ЕСИМО в СРБД.

Средства ЕСИМО включают расчетно-модельные комплексы (РМК), используемые в приложениях интерактивных расчетов и моделирования. Исходные данные для расчетов доставляются в точку размещения РМК соответствующими сетевыми узлами системы по схеме информационного взаимодействия, рассмотренной выше.

2.2.3.        Информационное обслуживание

Информационное обслуживание пользователей ЕСИМО реализуется средствами порталов сетевых узлов единой системы. Потребители информации обращаются к порталу «своего» узла и имеют возможность осуществить поиск необходимой информации по всему информационному пространству системы и доступ к ней, использовать сервисы таблично-графического и картографического отображения информации, ее «скачивания» на свой компьютер. Предоставляется возможность подписаться на получение ресурсов в виде файлов данных и (или) сервисов. Если пользователю требуется доступ к конфиденциальной информации, он должен сформировать заказ на получение соответствующего разрешения владельца информации – оператора ЕСИМО. Портал обеспечивает процесс прохождения заявки и

назначения разрешений при положительном решении.

Возможна подготовка профильных автоматизированных рабочих мест (АРМ) или подпорталов для пользователей (групп пользователей) различных категорий, настроенных на отображение и (или) доставку целевых наборов информации.

2.2.4.        Информационная безопасность

ЕСИМО обеспечивает защиту информации от несанкционированного доступа в части сетевого взаимодействия, программного обеспечения и информационных ресурсов единой системы. Защита сетевого взаимодействия реализуется операторами ЕСИМО посредством контроля состояния межсетевых экранов и криптографических устройств с целью обнаружения нарушения правил их работы, разграничения доступа к сетевому

оборудованию.

Защита программного обеспечения узлов построена на разделении пользователей программного обеспечения на группы по ролевому признаку (администраторы и операторы компонентов) и контроле этих назначений.

Защита информационных ресурсов ЕСИМО осуществляется посредством разграничения доступа пользователей к информации согласно единой политике и осуществляется компонентом Безопасность посредством аутентификации ролей пользователей ресурсов системы.

2.2.5.        Управление работой единой системы

Операторы ЕСИМО ведут мониторинг работоспособности АПК узлов в порядке, определенном технологией мониторинга ресурсов и сервисов узлов единой системы (МРС). Сервер МРС размещается в центральном узле ЕСИМО и обеспечивает сбор и накопление метрик состояния всех узлов единой системы, а также предоставляет средства отображения результатов мониторинга.

Формирование отчетности о производительности осуществляется автоматизированным путем предоставления обобщенных данных о работе отдельного узла единой системы и ЕСИМО в целом на основе сведений, предоставляемых средствами МРС и Сервисной шины.

В случае сбойных ситуаций операторы ЕСИМО направляют соответствующие заявки c использованием компонента Обратная связь, размещаемой в центральном узле единой системы. Заявки поступают и рассматриваются Центром по методическому и информационно-технологическому сопровождению ЕСИМО, который организует ее исполнение. Аналогичным путем обрабатываются заявки конечных пользователей единой системы относительно качества данных и сервисов ЕСИМО.

Рассмотренные выше сервисы управления работой ЕСИМО доступны администраторам центров через административные порталы сетевых узлов.3.Информационные ресурсы ЕСИМО

ЕСИМО обеспечивает управление информацией об обстановке в Мировом океане со следующими свойствами:

• дисциплинарный состав: метеорология, гидрология, геофизика, биоресурсы, объектовая информация и другие виды информации в контексте требований к ЕСИМО. В принципе, могут обрабатываться любые виды (дисциплины) данных;
• форма представления: наборы структурированных данных, пространственные (векторные и растровые) данные, изображения, мультимедиа, документы, программные приложения, включая геосервисы;
• статус доступа к информации – общедоступная информация, отнесенная к информации общего пользования в ЕСИМО; конфиденциальная информация, предоставляемая на условиях обладателя информации;
• типы источников данных: файлы данных, базы данных СУБД, программные приложения, включая геосервисы. Форматы данных могут быть различными. ЕСИМО располагает средствами понимания «табличных» форматов файлов и баз данных посредством настройки на их структуры.

Информационные ресурсы единой системы подразделяются на базы общесистемных данных и собственно информацию об обстановке в Мировом океане.

Общесистемные данные составляют информационное обеспечение функционирования ЕСИМО и включают:

• базу общих кодов, словарь параметров обстановки в Мировом океане и классификаторы объектов по предметной области единой системы;
• ЦБМД со сведениями о сетях наблюдений, морских объектах, организациях, информационных системах и других объектах ЕСИМО;
• ЭКО в виде карт Земли и территории России масштабов: 1 : 10 000 000; 1 : 1 000 000, 1 : 500 000, а также масштаба 1 : 10 000 по территориям 63 морских портов России. Слои ЭКО (рис. 5) содержат границы морей и океанов, особые отметки глубин и линии изобат, береговую линию, страны, административное деление и города, реки и каналы, трубопроводы и др. – всего более 30 слоев.

Информация об обстановке в Мировом океане формируется на основе данных, предоставляемых центрами и поставщиками информации ФОИВ и РАН в СРБД ЕСИМО. По состоянию на январь 2014 года в СРБД включено более 200 оперативных и неоперативных баз данных информационных систем 12 ведомств России и РАН по более 400 параметрам обстановки в Мировом океане (всего более 3500 единиц информационных ресурсов), рис. 6.

В ЕСИМО активно используются пространственные данные. Сформирован Электронный морской атлас, содержащий более 6 000 слоев по гидрометеорологии и гидрофизике, загрязнению,


 Рис. 5. Примеры электронной картографической основы ЕСИМО

Рис. 6. Дисциплинарный состав СРБД ЕСИМО

морской геологии-геофизике, нефтегазовым ресурсам и др. Ведется автоматизированная публикация (обновление) оперативных геосервисов, содержащих сведения о местоположении судов, чрезвычайных ситуациях, гидрометеорологические анализы и прогнозы и др. Все геоданные имеют пространственную привязку к картам ЭКО и используют унифицированную библиотеку стилей, что позволяет комбинировать слои в различных сочетаниях в зависимости от потребностей пользователей.

Общий объем информационных ресурсов ЕСИМО составляет более 15 Тбайт. Около 30 % ресурсов обновляются с периодичностью от нескольких минут до суток. В целом, прирост информационного базиса единой системы составил 40 % по сравнению с 2007 годом. В 2012 – 2013 годах наметилось увеличение доли информации о морской деятельности – о деятельности портов, добыче и выпуске биоресурсов, энергетическом комплексе, социально-экономических условиях.4.Информационное обеспечение морской деятельности средствами и ресурсами ЕСИМО

4.1.Предоставление комплексной информации об обстановке в Мировом океане

Важным условием эффективного информационного обеспечения морской деятельности является возможность предоставления потребителям комплексной информации об обстановке в Мировом океане в готовом для прямого использования виде.

Пользователь ЕСИМО может обратиться (рис. 7) к порталам центрального, региональных или специализированного узлов единой системы (в зависимости от его местоположения и потребностей).

Ему предоставляются стандартизированные справочные, информационные и прикладные услуги.

• Справочные услуги предоставляют ответы на запросы: какие ресурсы имеются в ЕСИМО? кто поставщик информации? в каком виде доступны данные?
• Информационные услуги реализуют поиск данных, их визуализацию и сохранение данных на компьютере пользователя. Включают также сервисы «мой кабинет» и рассылки данных в любую точку, имеющую связь с порталом, по заданному расписанию. 

Рис. 7. Примеры сервисов портала ЕСИМО

• Прикладные услуги реализуются сервисом интерактивной электронной карты, выполняющей отображение и анализ информации, поступившей от нескольких систем, такой как сведения о погоде, местоположении судов России, о портах и др. Действует сервис экспресс-анализа распространения нефти и нефтепродуктов при авариях судов и других платформ с применением интерактивного моделирования задаваемой ситуации. Реализованы аналитические сервисы для оценки различной обстановки – ресурсы Мирового океана и шельфа Российской Федерации, штормовая активность и др.

Доступ к информации ЕСИМО основан на единой политике. Информационные ресурсы единой системы подразделяются на

«свободно распространяемую информацию» и «информацию, предоставляемую по договору (соглашению)», для доступа к которой требуется разрешение обладателя информации. Отнесение информации к той или иной категории осуществляется участниками ЕСИМО согласно законодательству Российской Федерации. Фиксация категории информации осуществляется операторами ЕСИМО при ее регистрации в единой системе. Сервисы ЕСИМО блокируют доступ к ресурсам, на которые у пользователя отсутствуют соответствующие права.

Применение ЕСИМО для информационного обеспечения морской деятельности осуществлялось параллельно с ее созданием, но информационное обслуживание потребителей в полном объеме и в постоянном режиме начато во второй половине 2013 года. Достигнуты следующие показатели. В среднем за месяц осуществляется более 75 000 посещений четырех порталов ЕСИМО, в ходе которых производится более 900 000 обращений к справочным, информационным и прикладным сервисам, проводится «скачивание» информации в объеме более 100 Гбайт. Причем прирост количества посещений системы по сравнению с первой очередью единой системы (2008 г.) составил 80 %.

Интенсивно используются средства межведомственного информационного обмена. Организована доставка предопределенных наборов данных в системы МЧС России, Минприроды России, Росрыболовства, Минтранса России, Минобороны России (до 200 доставок в сутки).

С применением ЕСИМО в настоящее время решаются конкретные задачи информационного обеспечения морской деятельности. Ниже приведен ряд примеров.4.2.Информационное обеспечение мероприятий по предотвращению и ликвидации природных и техногенных ЧС на море и прибрежных территориях

Для обеспечения мероприятий в области чрезвычайных ситуаций ЕСИМО предоставляет информацию по гидрометеорологическим и ледовым условиям, опасным явлениям погоды в сочетании со сведениями о местонахождении транспортных и рыбопромысловых судов, портах и аварийных средствах спасания на море, платформах добычи нефти и газа на шельфе. Источниками

информации служат системы Росгидромета, Минтранса России, Росрыболовства, Минприроды России и Минэнерго России.

Применяются два способа. Основным инструментом является информационно-коммуникационный комплекс взаимодействия функциональных подсистем Единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (ФП РСЧС) ШТОРМ, ЦУНАМИ Росгидромета с системами Национального центра управления в кризисных ситуациях (НЦУКС). Комплекс осуществляет доступ к ресурсам ЕСИМО заданного состава и доставку информации непосредственно в базу данных Системы оперативного управления (СОУ) РСЧС, которая производит отображение и анализ информации ЕСИМО совместно с другими данными.

Кроме этого, в учреждениях МЧС России в повседневном режиме работы оперативных дежурных смен (ОДС) применяются сервисы ЕСИМО по совмещению на электронных картах заданной оперативной информации об опасных метеорологических явлениях, погодных условиях со сведениями о местоположении судов и других объектах (рис. 8). Всего действуют 17 профильных АРМ ЕСИМО категории ОДС, из них: 1 – в НЦУКС, 4 – в региональных центрах и 12 – в территориальных центрах РСЧС.

Рис. 8. Использование АРМ пользователя ЕСИМО в НЦУКС МЧС

4.3.Информационное обеспечение морских и смешанных (река– море) транспортных операций и аварийно-спасательных служб

Эта задача информационного обеспечения решается посредством взаимодействия ЕСИМО с Комплексной интегрированной информационной системой (КИИС) «МоРе» Федерального агентства морского и речного транспорта.

ЕСИМО предоставляет гидрометеорологическую и ледовую информацию, сведения об опасных явлениях погоды, местоположении рыбопромысловых судов, аварийных средствах спасания и другую информацию из систем Росгидромета, Росрыболовства, МЧС России, Минприроды России и Минпромторга России.

Отметим, что информация представляется в виде геосервисов прямо в ГИС КИИС «МоРе», что сводит к минимуму затраты времени и других ресурсов.

В повседневной работе оперативного и административного персонала Государственного морского спасательно-координационного центра и его региональных филиалов используются профильные АРМ пользователей ЕСИМО, обеспечивающие отображение и анализ оперативной комплексной информации об обстановке в поисково-спасательных районах.4.4.Информационное обеспечение деятельности ВМФ

В ходе планирования, подготовки и применения сил и средств ВМФ необходимо оценивать навигационно-гидрографическую, гидрометеорологическую, геофизическую и др. обстановку, производить учет ее влияния. Для выполнения этой задачи ЕСИМО предоставляет интегрированную информацию Росгидромета, МЧС России, Минтранса России, Росрыболовства, Минприроды России и РАН.

Для информационного обеспечения ВМФ применяется военная подсистема ЕСИМО в составе сетевого узла в 373-м Гидрометцентре ВМФ (г. Санкт-Петербург). Подсистема, взаимодействуя с основным (гражданским) контуром ЕСИМО, осуществляет доставку информации (более 1 500 единиц ресурсов или 45 % всей информации) в узел военной подсистемы с последующим распределением информации в Гидрометцентры ВМФ по зонам ответственности флотов (флотилий) – Балтийское, Баренцево и Белое, Арктические, Дальневосточные, Каспийское и Черное моря.4.5.Применение ЕСИМО в других направлениях морской деятельности

В Ситуационном центре Минприроды России в целях контроля особо охраняемых природных территорий используется информация о гидрометеорологическом состоянии и загрязнении акваторий в районах размещения нефтяных и газодобывающих платформ совместно со сведениями о местоположении транспортных и рыбопромысловых судов. Задача решается на основе интегрированной информации Росгидромета, Росрыболовства, Минтранса России и Минприроды России.

Применение АРМ ЕСИМО в Ситуационном центре Росгидромета позволяет проводить интерактивную оценку гидрометеорологического состояния акваторий морей и прибрежных территорий с использованием навигатора штормов, выполнять расчеты распространения нефтяных загрязнений, а также основных гидрометеорологических характеристик состояния морской среды. Применяется информация Росгидромета, МЧС России, Минтранса России, Минприроды России и Роскосмоса.

С применением программного комплекса ЕСИМО в Минобрнауки России осуществляется сопровождение планирования комплексных морских исследований во внутренних морских водах, территориальном море и исключительной экономической зоне Российской Федерации. В Минпромторге России осуществляется контроль деятельности судостроительных и судоремонтных предприятий с использованием профильного АРМ единой системы.

В последние годы наблюдается целевое применение системы в государственном управлении морской деятельностью посредством предоставления информации ЕСИМО через портал Морской коллегии при Правительстве Российской Федерации.

Заключение

ЕСИМО представляет собой высокотехнологичную межведомственную информационную систему и в настоящее время является единственным реально действующим механизмом информационного обеспечения морской деятельности Российской Федерации на основе межотраслевой интеграции данных в этой сфере. ЕСИМО, несомненно, будет оказывать положительное влияние на уровень и качество информационного обеспечения морской деятельности.

В ходе создания ЕСИМО зарегистрировано 68 объектов интеллектуальной деятельности в области информационных технологий. В 2009 г. ЕСИМО признана лауреатом в номинации

«Инновация года в ИТ-системах госсектора» в конкурсе CNews Analytics, в 2014 году – лучшим проектом года в номинации за

«Вклад в науку» по результатам конкурса портала Global CIO.

Созданные для ЕСИМО технологии использованы при разработке Портала океанографических данных Межправительственной океанографической комиссии ЮНЕСКО и Глобального центра информационной системы Всемирной метеорологической организации.

Авторы выражают глубокую признательность своим коллегам из других учреждений и участникам разработки системы в ФГБУ

«ВНИИГМИ-МЦД» за их активное участие в этой большой и трудной работе.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 1.Белов С. В., Бритков В. Б. Интеграции информационных ресурсов в задачах исследования морской среды // Информационные технологии и вычислительные системы. 2008. Вып. 1. C. 73 – 82.
2. 2.Вязилов Е. Д., Михайлов Н. Н. Интеграция гетерогенных информационных ресурсов в области морской деятельности: информационные, технологические и организационные аспекты. Вычислительные технологии. 2005. Том. 10. Часть 1. Специальный выпуск. С. 21 – 29.
3. 3.Вязилов Е. Д., Михайлов Н. Н. Интеграция данных о морской среде и деятельности // Инфраструктура спутниковых геоинформационных ресурсов и их интеграция. Сборник научных статей под ред. д.т.н. М. А. Попова и д.т.н. Е. Б. Кудашева. – Киев: Карбон-Сервис. 2013. С. 174 – 181.
4. 4.Baudouin Raoult & Guillaume Aubert & Marta Gutiérrez & Cristina ArciniegasLopez & Ricardo Correa. Virtual organization in the SIMDAT meteorological activity: a decentralized access control mechanism for distributed data. – Springer-Verlag. 2009. – Earth Sci. Inform. 2009. Vol.2. P. 63–74. DOI 10.1007/s12145-009-0026-7.
5. 5.Franklin M., Halevy A., MaierFrom Databases to Dataspaces: A New Abstraction for Information Management // SIGMOD Record. Dec. 2005. Vol. 34. No. 4 (пер. С. Кузнецова http://citforum.ru/database/articles/from_db_to_ds/).
6. 6.Maillard Catherine, Lowry Roy, Maudire Gilbert, Schaap Dick and the SeaDataNetSeaDataNet: Development of a Pan-European Infrastructure for Ocean and Marine Data Management // OCEANS’07, Aberdeen, Scotland, 18 – 21 June 2007. – 15 pp.
7. 7.is GEOSS? The Global Earth Observation System of Systems // [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.earthobservations.org/gci_gp.shtml, свободный. – Загл. с экрана.

Концепция полнофункциональной единой государственной системы информации об обстановке в Мировом океане Н.Н. Михайлов, ВНИИГМИ-МЦД Росгидромет

Текущее состояние ЕСИМО Первая очередь ЕСИМО

Проблемы ЕСИМО Первая очередь ЕСИМО ориентирована на интеграцию информации об обстановке в Мировом океане, предоставляемых ведомственными информационными системами, и ее доставку пользователям. Остаются актуальными следующие проблемы. несистематичность и несбалансированность (морская среда и морская деятельность) ресурсов ЕСИМО выполнение, преимущественно, интеграционных и справочных функций – как следствие, низкий уровень прямого применения в конкретной морской деятельности отсутствие нормативной базы, средств мониторинга узлов системы и обмена (доставки) информации с учетом вопросов владения и конфиденциальности информации слабая телекоммуникационная оснащенность центров системы

Требования к полнофункциональной ЕСИМО,, Эффективное выполнение следующих основных функций: 1) Справочную – предоставление сведений о документированной информации об обстановке в Мировом океане, объектах морской деятельности и сопутствующей информации 2) Информационную – интеграция и предоставление исходной и агрегированной информации потребителям (информационным системам) по запросам и подписке в режиме on-line и задержанном режиме в любую точку, соединенную с ЕСИМО, в реальном времени 3) Прикладную – обработка и предоставление специально подготовленных данных и информационной продукции, а также сервисов их применения в учреждениях и на морских объектах для эффективного осуществления задач морской деятельности: – защита населения и объектов в море и на прибрежных территориях Российской Федерации от стихийных бедствий природного техногенного характера; – осуществление морских и смешанных «река-море» перевозок и прибрежно- портовая деятельность, порто- и судостроение; – освоение, использование, производство и охрана биологических ресурсов в Мировом океане; – разведка, освоение и использование нефтегазоносных ресурсов на континентальном шельфе Российской Федерации.

Концептуальный подход Развитие ЕСИМО направлено на переход от интеграции и предоставления комплексной информации к комплексному информационному обеспечению на основе интеграции информации. Полнофункциональная ЕСИМО представляет собой информационно- телекоммуникационную систему: интегрированных ресурсов ведомственных систем наблюдений, систем обработки и моделирования, систем предоставления информации потребителям, систем хранения данных по всем сферам морской деятельности (морской транспорт, исследования Мирового океана, добыча энерго и биоресурсов, военно-морская деятельность и др.), обеспечивающая непрерывный сквозной процесс движения информации об обстановке в Мировом океане от ее возникновения до ее потребления конечным пользователем.

Задачи построения ЕСИМО,, -совершенствование технологической и информационной инфраструктуры интеграции, обработки, обмена, распространения и предоставления информации об обстановке в Мировом океане с применением новых технологий – разработка и внедрение методов и средств оценки обстановки в Мировом океане и решения прикладных задач информационного обеспечения различных видов морской деятельности на федеральном, региональном и глобальном уровнях – разработка и внедрение технологий обмена данными с морскими национальными и международными информационными системами – оптимизация координированного ведения и использования информационных ресурсов на основе взаимодействия ведомственных информационных систем, новых технологий и деятельности центров ЕСИМО.

Стратегия построения ЕСИМО 1-я очередь ЕСИМО Полнофункциональная ЕСИМО Методология Технологии Нормативная база Информация

Методология – сквозная схема КИО ЕСИМО,, Система показателей и индикаторов обстановки в Мировом океане, требуемая информация Информационные ресурсы ЕСИМО (центры данных и информационные системы ведомств) Методы и ПО обработки и анализа информации Комплексное информационное обеспечение морской деятельности Оценка использования ЕСИМО и обратная связь с пользователями системы, уточнение требований Прикладные задачи КИО морской деятельности Разработка (уточнение) ресурсов и средств ЕСИМО Шаг 1 Шаг 2 Шаг 3 Шаг 4

Прикладные задачи КИО ЕСИМО – направления и разделы (проект) А1 Оценка состояния природной среды, в том числе морской среды, в открытом океане, морях и прибрежных регионах Российской Федерации; A11 Изменчивость климата A12 Гидрометеорологическая безопасность (включая лед и гидрофизику) A13 Экологическая безопасность A13 Сохранение естественной среды и видового разнообразия 14 Антропогенные нагрузки на окружающую среду в направлении «суша-море» А2 Морская деятельность в Российской Федерации А21. Защита населения и объектов в море и на прибрежных территориях Российской Федерации от стихийных бедствий природного техногенного характера А22. Осуществление морских и смешанных «река-море» перевозок А23 Прибрежно-портовая деятельность, судостроение А24. Освоение, использование, производство и охрана биологических ресурсов в Мировом океане А25. Разведка, освоение и использование нефтегазоносных ресурсов на континентальном шельфе Российской Федерации А26. Научные исследования природы Мирового океана А27. Военно-морская деятельность А3Оценка социально-экономической обстановки в прибрежных регионах России A31 Устройство и условия A32 Экономика и финансы A33 Хозяйство A34Транспорт и связь A35 Отдых и туризм Спецификации прикладных задач КИО СПОМО Информационные ресурсы Формы доставки и выдачи

Информационные ресурсы ЕСИМО Метеоусловия Гидрофизика Загрязнение Лед Геокриология Геология-геофизика БиологияООЯ Морская среда – природные процессы Морская деятельность – морские объекты Cуда и морские перевозки Cудостроение Чрезвычайные ситуации Картография и НГО Социальные условия Морские порты Добыча биоресурсов Добыча минеральных ресурсов Спецификации прикладных задач КИО Информационные ресурсы Система показателей и индикаторов Формы доставки и выдачи

Внешний функциональный облик ЕСИМО Портал Интегральная оценка обстановки в МО Порталы Прикладные задачи ЧС Портал Обмен с ВИС Портал Обмен с МИС Портал: Облуживание по запросам Портал Технологии ЕСИМО Федеральные Региональные Локальные

ЭТАПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЕСИМО,, 2008 год: – функционирование 1-й очереди ЕСИМО, усовершенствование элементов системы, – разработка основ полнофункциональной ЕСИМО, проектирование и разработка макетов : – обновление версий элементов 1-й очереди ЕСИМО и обеспечение ее функционирования; – разработка и внедрение новой технологической и телекоммуникационной инфраструктуры; действующих образцов прикладных элементов ЕСИМО: формирование ЕИП, КИО и МО (стендовая реализация, пилотные проекты) : – оптимизация новой инфраструктуры; завершение разработки и внедрение прикладных элементов ЕСИМО; – создание полнофункциональной ЕСИМО и ввод ее в эксплуатацию. Обновление инфраструктуры деятельности центров ЕСИМО: – оптимизация технологий ЕСИМО по результатам их эксплуатации г.г.; – ежегодное внедрение новых технологий (компонент существующих технологий) – г.г.

Ожидаемый эффект Эффект от ввода в действие полнофункциональной ЕСИМО: – экономический эффект от увеличения скорости подготовки информационной продукции и уменьшения времени на реализацию доступа пользователям к базам данных ЕСИМО; – социально экономический эффект от повышения потребительской ценности информации (полноты, комплексность, расширение способов и увеличение числа форм представления) для всех категорий пользователей; – уменьшения затрат на подготовку единиц информационной продукции. 1. Время подготовки разных видов информационной продукции уменьшится в 5-6 раз, время выполнения массового (типового) запроса уменьшится в 8-10 раз, для пользователей работающих в режиме прямого доступа, – ранее недоступна. 2. Количество параметров обстановки в Мировом океане увеличится в 2 раза. Комплексность информации возрастет в 2.5 раза, количество форм предоставляемой продукции возрастет в 3 раза, количество способов доставки информации пользователям возрастет в 2 раза. Затраты на подготовку единицы информационной продукции уменьшились в 4 раза. Разработка методики количественных оценок социально-экономической эффективности ЕСИМО в настоящее время находятся в начальной стадии.

Текущее состояние ЕСИМО СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !

Слайд 1Единая государственная система информации об обстановке в

Мировом океана

Слайд 2Подпрограмма ЕСИМО ФЦП “Мировой океан”Постановление Правительства Российской

Федерации № 836 от 25.12.2005 (дополнено в

2007 г.)

взаимодействие ведомственных информационных систем
доступ к интегрированной информации для изучения, освоения и использования Мирового океана

ЕСИМО – межотраслевая информационная система:

Первая очередь ЕСИМО – действует с 2008 года
Полная версия системы – в 2013 году

Слайд 3Участники ЕСИМОРосгидрометМинприроды РоссииМинобороны РоссииМИД РоссииФСО РоссииФСБ РоссииМинсвязи

России
Минэкономразвития России
Росрыболовство
Минпромторг России
Минтранс России
МЧС России
РАН
Межведомственная комиссия

Решение межотраслевых вопросов
Координация
Методическое сопровождение

19 центров ЕСИМО, назначенные ФОИВ и РАН:
интеграция информации ведомственных систем в ЕСИМО
информационное обслуживание
другие работы согласно Порядкам и регламентам их деятельности

Слайд 4Предметная область ЕСИМО Гидрометеорология Океанография ЗагрязнениеБиологияГеофизика…Опасные явленияМорская

среда
Морская деятельность

Морские порты и суда
Добыча нефти

и газа
Добыча биоресурсов
Социально –экономические условия…

Наблюдения
Обобщения
Прогнозы

Базы данных
Системы файлов данных
Приложения

Пользователи федерального уровня
Пользователи регионального уровня
Пользователи локального уровня

Природные ЧС

Слайд 5Интеграция данных и сервисов морских информационных систем

и комплексов различного подчинения

Потоки данных
Уведомление

об обновлении
Доставка данных

Обслуживание
доступ к любым ресурсам через любой портал

Потоки метаданных
Синхронизация
Консолидация

Слайд 6Информационные ресурсы ЕСИМООбщие коды и классификаторы (120

таблиц)
Информационная деятельность
( организации, массивы данных, форматы и

др. – более 12 000 записей

Объекты морской деятельности (порты, суда- более 1500 единиц))

Данные и сервисы

Электронные карты-основы (35 слоев)

Геосервисы (более 1200 WMS)

Данные наблюдений и продукция – 15 дисциплин, 168 распределенных баз данных, 1457 единиц ресурсов)

Информационные системы
( российские и зарубежные – 129 единиц

Электронный морской атлас (3500 слоев)

Слайд 7Регистрация ресурсов ЕСИМОУправление данными и сервисамиКонтроль серверов

в центрах ЕСИМО
Загрузка ресурсов и взаимодействие