Technika

Kompanijny samochód dowodzenia i łączności

Kategoria: Technika

W celu opracowania opisu technicznego i funkcjonalnego kompanijnego samochodu dowodzenia i łączności komendant główny PSP powołał zespół pod przewodnictwem bryg. Marcina Kucharskiego, pełniącego służbę w KG PSP w Biurze Informatyki i Łączności. W 2015 r. Komenda Wojewódzka PSP w Gdańsku przeprowadziła procedurę zakupu trzech takich pojazdów.

Obecnie stacjonują one w Komendzie Wojewódzkiej PSP w Gorzowie Wielkopolskim, Szkole Aspirantów w Krakowie oraz Komendzie Powiatowej PSP w Chojnicach. Są wyposażone w profesjonalne systemy autonomicznego zasilania, łączności radiowej, łączności telefonicznej, rejestracji audio i video oraz systemy informatyczne.

Zabudowa samochodu

Samochody zbudowano na podwoziu IVECO Daily 70C17 z napędem 4x2. Jednostką napędową jest wysokoprężny silnik rzędowy czterocylindrowy o pojemności 2998 cm3 i mocy 170 KM. Zastosowano manualną sześciobiegową skrzynię biegów. Trzymiejscowa kabina (kierowca i dwóch pasażerów) ma wysuniętą komorę silnika, a wejście do niej znajduje się za przednią osią. Tylne koła są podwójne (tzw. bliźniaki), rozstaw osi to 4350 mm.

Za kabiną, na ramie, osadzono zabudowę wykonaną z kompozytu poliestrowo-szklanego z warstwą izolacji termicznej. Wewnętrzna przestrzeń zabudowy ma powierzchnię 11 m2 (długość 4,8 m, szerokość 2,3 m, wysokość 1,9 m). Jest w całości wykorzystywana jako przedział operatorski,  zapewnia miejsce pracy dla sześciu osób. Komunikację między operatorami a kabiną kierowcy gwarantuje interkom. Drzwi wejściowe do przedziału operatorskiego znajdują się z prawej strony pojazdu. W skrytce pod nimi umieszczono metalowe schodki, które są automatycznie wysuwane i chowane podczas otwieraniu i zamykania schowka. Nad drzwiami na całej długości zabudowy zamontowano na stałe zwijaną roletę (markizę). Ma ona osobno dopinane ściany: boczne i przednią z zamykanym wejściem. Elementy te przewożone są w jednej ze skrzyń w przedziale operatorskim. Roleta i ściany wykonane są z materiału nieprzepuszczającego wody.

Dach wykonano jako podest roboczy z wyłożeniem antypoślizgowym i barierką zabezpieczającą o wysokości 15 cm. Prowadząca na dach drabinka ze składanym dolnym segmentem zamocowana została do tyłu samochodu. Podczas sprawiania sprzętu na podeście mogą przebywać jednocześnie osoby o łącznej wadze do 180 kg. Na stałe są na nim zamontowane elementy umożliwiające przewożenie anten i osprzętu oraz maszty dla kamer, anteny TV i sprzętu WiFi, wykonane z materiałów odpornych na korozję. Po złożeniu wszystkich masztów żaden element nie wystaje ponad obrys pojazdu.

Aby wyeliminować wstrząsy i przechyły powstające podczas poruszania się ludzi wewnątrz i na dachu, pojazd wyposażono w rozkładane elektrycznie urządzenie podporowe.

Główne elementy wyposażenia wewnętrznego przedziału to:

- dwa obrotowe fotele operatorskie z regulacją wysunięcia oraz kąta oparcia,  z uchylnymi podłokietnikami,

- pulpit roboczy operatorów,

- szafki na sprzęt biurowy, dokumenty, drukarkę, sprzęt socjalny i inne drobne wyposażenie umieszczone nad stanowiskami operatorów i między nimi oraz w przedniej części zabudowy,

- dwudzielny stół roboczy z jedną częścią opuszczaną na zawiasach, z blokadą położenia, na stałe zamocowany do podłogi,

- dwie skrzynie wykonane jako schowki na wyposażenie, jednocześnie pełniące rolę siedzeń po obu stronach stołu,

- szafa typu rack na sprzęt teleinformatyczny,

- telewizor z terminalem wideokonferencyjnym,

- elektryczna klimatyzacja z funkcjami chłodzenia i grzania oraz niezależna od pracy silnika nagrzewnica zasilana paliwem ze zbiornika pojazdu.

System nawigacji satelitarnej i monitorowania pozycji geograficznej

Kabinę kierowcy wyposażono w system monitoringu pojazdów, który jednocześnie realizuje funkcję nawigacji satelitarnej GPS i terminala statusów, zintegrowanego z systemem wspomagania decyzji SWD PSP. Jako wyświetlacz wykorzystano tablet wzmocniony (tzw. fully rugged) z dotykowym, ośmiocalowym ekranem. Ma wbudowaną kamerę z matrycą 5 mpix, dzięki czemu po odłączeniu od stacji dokującej może służyć do dokumentacji miejsca działań. Obudowa zapewnia ochronę pyło- i wodoszczelną IP65.

Układ zasilania elektrycznego

Głównym elementem zasilania są: agregat prądotwórczy z tzw. układem AZR (automatycznego załączania rezerwy), bateria akumulatorów 24 V 400 Ah, przetwornica 24 V / 230 V z układem ładowania oraz elementy zabezpieczające, w tym główny wyłącznik awaryjny.

Urządzenia w zabudowie mogą być zasilane zarówno z zewnętrznej sieci energetycznej 230 V, jak i z agregatu prądotwórczego. Układ AZR czuwa nad stanem zasilania zewnętrznego i w razie jego zaniku automatycznie uruchamia agregat. Z kolei w momencie podłączenia zasilnia zewnętrznego agregat – jeśli pracował – jest automatycznie wyłączany. Przełączanie źródeł zasilania nie powoduje przerw w zasilaniu urządzeń teleinformatycznych.

Możliwa jest także praca tego układu w trybie bateryjnym. Po zaniku zasilania zewnętrznego prąd pobierany jest z baterii i dopiero po spadku napięcia do minimalnego poziomu następuje uruchomienie agregatu. Akumulatory zapewniają energię dla urządzeń teleinformatycznych i oświetlenia na minimum 5 godz. Ich ładowanie następuje zawsze podczas pracy agregatu lub zasilania ze źródła zewnętrznego. Zastosowane układy uniemożliwiają przeładowanie lub głębokie rozładowanie baterii, które powodowałoby ich nieodwracalne uszkodzenie.

Instalacja elektryczna zabudowy jest niezależna od instalacji pojazdu, zawiera dwa rodzaje głównych obwodów odbiorczych:

  • 230 V – zasilający klimatyzator przedziału operatorskiego oraz sprzęt socjalny,
  • 24 V – podtrzymywany akumulatorowo, zasilający urządzenia teleinformatyczne, obwody 12 V, oświetlenie wewnętrzne oraz zewnętrzne.

Agregat prądotwórczy jednofazowy 230 V o mocy 5 kVA wykonano w wersji wyciszonej. Jest zamontowany w komorze szczelnie odizolowanej od przedziału operatorskiego, w której jest możliwa jego ciągła praca. Wykonano w niej czerpnię powietrza, odprowadzenie spalin, wentylację zapewniającą pracę w ramach dopuszczalnych temperatur, a także elementy tłumiące drgania i hałas. Parametry elektryczne (m.in. stabilność częstotliwości i napięcia) są odpowiednie do współpracy z urządzeniami elektronicznymi oraz zasilaczami UPS.

Zbiornik paliwa o pojemności 22 l zapewnia nieprzerwaną pracę przy obciążeniu urządzeniami zamontowanymi w zabudowie przez około 10 godz. W jednym z zewnętrznych schowków samochodu, w trzech kanistrach, przewożony jest zapas paliwa wystarczający na 16 godz. pracy przy średnim obciążeniu. Agregat ma zawór trójdrożny z szybkozłączem na wąż do kanistrów, umożliwiający pobieranie z nich paliwa podczas pracy. Istnieje możliwość wyniesienia agregatu na odległość 15 m od samochodu z zachowaniem pełnej automatyki.

Łączność radiowa

Wyposażenie zabudowy stanowi osiem radiotelefonów nasobnych (w tym dwa w wykonaniu Ex), cztery przewoźne oraz przemiennik. Są to urządzenia pracujące zarówno w trybie analogowym, jak i cyfrowym. Radiotelefony przewoźne zamontowane są w szafie rack, a ich panele czołowe przy stanowiskach operatorskich. Istnieje możliwość wyniesienia paneli czołowych poza zabudowę na odległość 30 m oraz sterowania jednym z radiotelefonów z aplikacji komputerowej. Dzięki temu można bezpośrednio korzystać z nich np. w namiocie sztabowym. To rozwiązanie ma kilka zalet. Operatorzy nie są zmuszeni do prowadzenia korespondencji radiowej jednocześnie na kilku kanałach w jednym pomieszczeniu. Miejsce pracy dla członków sztabu może być wyznaczone poza samochodem, a jednocześnie zapewniać im środki łączności. Umożliwia także bezpośrednią łączność operacyjną – z pominięciem operatorów, którzy nie muszą pośredniczyć w przekazywaniu informacji. Zaletą jest również to, że istnieje bezpośredni dostęp do radiotelefonu ze stanowiska kierowania poprzez sieć IP.

Wszystko to ma niebagatelne znaczenie w przypadku większych lub długotrwałych działań ratowniczych, w których pracę KDR wspomaga sztab lub w których występuje duży ruch radiowy. Ponadto pozwala dowódcy zorganizować pracę poszczególnym zespołom sztabu poza samochodem oraz usprawnia przekaz informacji. W wyposażeniu samochodu znajduje się także jeden radiotelefon analogowy na obecne pasmo Lasów Państwowych. Cała korespondencja jest rejestrowana.

Przemiennik

Zdarza się, że nawiązanie łączności uniemożliwiają ratownikom przeszkody terenowe lub znaczna odległość. Typowym przykładem są działania na terenach leśnych, gdzie drzewa i ukształtowanie terenu silnie tłumią fale radiowe. Zapewnienie łączności w tej sytuacji wymaga zastosowania przemiennika. Jest to stacja bezobsługowa, która powinna być zlokalizowana w wysoko położonym punkcie. Obsługuje ona dwa tory radiowe – nadawczy i odbiorczy. Korespondencja odbierana jest na jednej częstotliwości, a na drugiej nadawana. Dzięki temu można prowadzić łączność na znaczne odległości, dysponując małą mocą. Opisywany samochód został wyposażony w takie urządzenie, wykonane w postaci skrzyni z uchwytami transportowymi i wyprowadzonymi złączami. Oprócz przemiennika właściwego znajduje się w niej filtr pasmowy, akumulator i układ zasilająco-ładujący. Przewożony i podłączony jest w osobnej skrytce, która stanowi jego standardowe miejsce pracy. Możliwe jest wyniesienie go poza samochód, a akumulatory pozwolą na pracę nawet w miejscach bez dostępu do sieci energetycznej. W związku z tym można uruchomić przemiennik np. na wysokim obiekcie, w koszu drabiny czy podnośnika lub na wzniesieniu, co zwiększa i optymalizuje zasięg radiowy.

Maszty i anteny

Pojazd ten ma trzy teleskopowe, pneumatycznie rozkładane maszty antenowe. Dwa, zamontowane na stałe, mają wysokość 8 oraz 4 m. Trzeci – o wysokości  8 m – może być zdemontowany i rozłożony w pobliżu terenu działań ratowniczych. Ma on wspomóc działanie przemiennika. Wszystkie maszty wyposażone są w odciągi, a przemiennikowy dodatkowo w rozkładaną podstawę. Każdy pompowany jest osobnym kompresorem elektrycznym. Istnieje możliwość awaryjnego podłączenia przez szybkozłącze pompki ręcznej lub kompresora wynośnego, które należą do wyposażenia samochodu. Na szczytach masztów wykonano gniazda do montażu wsporników z antenami. Umieszczone są tam też lampy oświetlenia przeszkodowego – na wypadek konieczności pracy w pobliżu latających statków powietrznych.

Monitoring wideo

Na dachu umieszczono maszt rurowy z dwiema kamerami, pracującymi w rozdzielczości 1080p (Full HD). Jedna ma obiektyw szerokokątny i służy do ogólnej obserwacji otoczenia. Druga to szybkoobrotowa kamera z dwudziestoczterokrotnym zoomem optycznym i oświetlaczem IR dużej mocy. Sterowanie jest możliwe z manipulatora bądź za pomocą aplikacji komputerowej. Kamery umożliwiają szczegółowy podgląd interesujących miejsc na wydzielonym monitorze. Duża czułość w połączeniu z silnym podświetlaczem pozwala prowadzić obserwację w nocy. Obraz z obu kamer jest rejestrowany i możliwy do przesłania w czasie rzeczywistym przez terminal wideokonferencyjny, np. do stanowiska kierowania. Możliwe jest obserwowanie podglądu z kamer oraz sterowanie zdalne, przez sieć IP.

Telefonia

Na bazie centralki i bramek GSM zbudowano wewnętrzną sieć telefonii IP z dostępem do publicznej sieci telekomunikacyjnej. W wyposażeniu są cztery aparaty telefoniczne, dwa z nich zamontowane na stanowiskach operatorskich, a pozostałe możliwe do podłączenia na zewnątrz (np. w namiocie sztabowym). W celu zwiększenia zasięgu GSM bramki z antenami umieszczono na szczycie jednego z masztów. Umożliwiają one prowadzenie jednocześnie dwóch rozmów zewnętrznych. Wszystkie rozmowy są rejestrowane.

Komputery i sprzęt sieciowy

W sieci wewnętrznej zastosowano przemysłowe urządzenia aktywne z chłodzeniem pasywnym tzn. niewykorzystujące wentylatorów, które mają bardzo szeroki zakres temperatur pracy i są odporne na wstrząsy. Takie rozwiązanie ma zapewnić ich bezawaryjne i stabilne działanie.

Dostęp do Internetu zapewnia router LTE umieszczony na szczycie jednego z masztów. Umożliwia on równoległe korzystanie z połączeń do dwóch różnych operatorów komórkowych oraz przez Ethernet. Po włączeniu automatycznie zestawiane jest bezpieczne, szyfrowane połączenie z siecią LAN komendy powiatowej, w której samochód stacjonuje. Dzięki temu można korzystać z SWD-PSP zainstalowanego na serwerze w komendzie oraz innych zasobów i usług. Za pomocą specjalnie przygotowanych złącz w zewnętrznej skrytce zabudowy zasilanie może być doprowadzone do użytkowników pracujących poza samochodem (np. w namiocie sztabowym), podobnie jak sieć komputerowa. Alternatywnie z zasobów sieciowych można korzystać przez sieć bezprzewodową. W otwartym terenie ma ona teoretyczny zasięg do 300 m.

Do obsługi aplikacji operacyjnych, tworzenia dokumentów, programowania radiotelefonów, konfiguracji sprzętu, łączności z internetem itp. służą cztery notebooki o wzmocnionej konstrukcji. Stanowiska operatorów wyposażono w dodatkowe monitory, na które rozszerzany jest pulpit tych komputerów. Obraz z każdego laptopa można wyświetlić na telewizorze 42” lub przesłać jako prezentację w systemie wideokonferencyjnym. Terminal wideokonferencyjny skonfigurowany jest do połączeń z mostkiem Komendy Głównej PSP w Warszawie. Umożliwia nawiązywanie połączeń audio-wideo z użytkownikami zdefiniowanymi w systemie wideokonferencyjnym KG PSP. Wydruk, kopiowanie i skanowanie dokumentów odbywa się na sieciowym urządzeniu wielofunkcyjnym. Dane można przechowywać na serwerze plików dostępnym z każdego komputera w samochodzie. Bezpieczeństwo przechowywanych danych zapewniono dzięki zastosowaniu lustrzanych dysków SSD pracujących w dedykowanym urządzeniu spełniającym standardy przemysłowe.

Oświetlenie

Całe oświetlenie wewnętrzne i zewnętrzne wykorzystuje lampy, w których źródłem światła są diody elektroluminescencyjne. Uzyskano w ten sposób obwody o stosunkowo małym poborze prądu w porównaniu do innych rozwiązań, co bezpośrednio przekłada się na wydłużenie czasu pracy na bateriach. Lampy zewnętrzne oświetlają dach oraz teren wokół pojazdu. Rozmieszczone są tak, aby po rozłożeniu markizy oświetlały także teren pod nią. Zapewnienie minimalnej wymaganej intensywności oświetlenia dla stanowisk pracy zostało potwierdzone stosownymi badaniami.

Sprzęt socjalny

Na potrzeby sztabu podczas długotrwałych akcji samochód został wyposażony w kuchenkę mikrofalową oraz czajnik elektryczny. Każde z urządzeń, aby nie przeciążać obwodów, ma moc poniżej 1 kW. Zamocowane są w wydzielonym schowku wewnątrz zabudowy.

Stacja pogodowa

Do wyposażenia należy także stacja pogodowa, dzięki której można na bieżąco odczytywać temperaturę i względną wilgotność powietrza, ciśnienie atmosferyczne oraz siłę i kierunek wiatru. Ma ona funkcję prognozowania pogody. Na dachu wykonano gniazdo do jej zamontowania. Można ją także wystawić na stojaku. Komunikacja czujek z jednostką centralną zamontowaną w zabudowie odbywa się bezprzewodowo.

Nagłośnienie

Przenośny zestaw nagłośnieniowy z własnym zasilaniem (wewnętrznym akumulatorem) składa się z dwóch kolumn głośnikowych o mocy 50 W każda i dwóch mikrofonów bezprzewodowych. Kolumny współpracują z mikrofonami przez wbudowane odbiorniki. Można ustawić różne częstotliwości pracy mikrofonów i w ten sposób uzyskać dwie strefy nagłośnienia. Zestaw nadaje się do pracy na zewnątrz i może być wykorzystany podczas działań do ogłaszania komunikatów, przywoływania osób lub przeprowadzania odpraw.

Osprzęt dodatkowy

Samochód wyposażono również w drobny, użyteczny sprzęt różnego rodzaju. Przewożony jest w skrytkach wewnątrz i na zewnątrz zabudowy. Są to narzędzia, latarki, kable do programowania, przedłużacze, taśma do oznakowania, ładowarki do telefonów i różnych akumulatorków, uziomy z kablami, odciągi do masztów itp. Kabina kierowcy została wyposażona w sygnalizację podniesienia masztów, otwarcia skrytek, wysunięcia schodów i podpór.

Podsumowanie

Kompanijne samochody dowodzenia i łączności wykorzystywane są do wsparcia działań na poziomie taktycznym. Stacjonują w komendach powiatowych lub miejskich, gdzie stopień skomplikowania ich obsługi powinien możliwie najmniejszy, przy zachowaniu wymaganej funkcjonalności. Dotychczas pojazdy tego typu budowane były według różnych założeń funkcjonalnych i specyfikacji technicznych – nie istniał jednolity standard obsługi. Prowadziło to do szeregu utrudnień, np. w zakresie współdziałania samochodów czy też przeprowadzania ustandaryzowanych szkoleń. W większości samochodów SDŁ oprócz kabiny kierowcy występują jeszcze dwa przedziały – techniczny i operatorski. W opisywanym rozwiązaniu zrezygnowano z przedziału technicznego, co znacząco zwiększyło powierzchnię dostępną dla operatorów i korzystnie wpłynęło na ergonomię.

W zabudowie zorganizowano dwa miejsca pracy dla dyspozytorów oraz cztery dla dowódcy i członków sztabu. Możliwe jest też zorganizowanie pracy członków sztabu poza samochodem, np. pod markizą samochodu lub w namiocie. Zastosowanie takich rozwiązań, jak wynośne telefony, radiotelefony oraz sprzęt teleinformatyczny, daje taki sam dostęp do zasobów, jak podczas pracy w samochodzie. Wieloletnie doświadczenia autorów w zakresie organizacji łączności i pracy sztabu podczas ćwiczeń lub dużych i długotrwałych działań ratowniczych potwierdzają konieczność organizowania poszczególnych zespołów w oddzielnych pomieszczeniach. Eliminuje to czynnik hałasu i natłoku niepotrzebnych danemu zespołowi informacji. Oczywiście każdy z zespołów musi mieć zapewnioną komunikację z pozostałymi oraz odpowiednie wyposażenie techniczne. Takie podejście wymusiło zastosowanie drogich, ale niezawodnych urządzeń o ograniczonej emisji ciepła spełniających wymogi dla urządzeń przemysłowych i niewymagających wentylatorów. Wyeliminowano w ten sposób uciążliwy szum oraz nadmierne nagrzewanie powietrza w przedziale operatorskim. Urządzenia te, raz skonfigurowane, praktycznie nie wymagają specjalistycznej obsługi, co jest istotne szczególnie w przypadku kompanijnych samochodów dowodzenia i łączności. Twórcy koncepcji samochodu świadomie unikali rozwiązań wymagających zaawansowanej wiedzy informatycznej w okresie eksploatacji. Większość problemów, jeżeli wystąpią, można rozwiązać przez tzw. restart urządzenia. Ponadto sprzęt ten jest bardzo odporny na wstrząsy powstałe w wyniku poruszania się pojazdu, a jego eksploatacja (w tym uruchamianie) może następować nawet w ujemnych temperaturach bez ryzyka uszkodzenia. Dzięki zastosowaniu przenośnego przemiennika oraz masztu antenowego można zwiększać i optymalizować zasięgi w sieci radiowej. Takie rozwiązanie sprawdza się szczególnie na terenach leśnych na stosunkowo dużym obszarze działania, gdzie zwiększenie zasięgu można uzyskać poprzez przemieszczenie przemiennika i podniesienie anteny nadawczo-odbiorczej. Wykorzystując dostępne aplikacje komputerowe, służące do symulacji zasięgów radiowych, można wyznaczyć optymalne miejsce pracy przemiennika na danym obszarze, co bezpośrednio przekłada się na jakość prowadzonych rozmów. Zwiększenie zasięgu uzyskuje się głównie poprzez wyższe zawieszenie anteny. W opisywanym rozwiązaniu – na dwa sposoby: poprzez ustawienie masztu radiowego przemiennika w wyższym punkcie, np. na szczycie wzniesienia lub obiektu albo poprzez umieszczenie skrzyni przemiennika i anteny w koszu podnośnika lub drabiny. Często są to jedyne sposoby, aby zapewnić lub poprawić łączność, nie tylko na terenach leśnych. Takie metody warto też stosować w zakładach zwiększonego i dużego ryzyka, gdzie dowódca taktyczny oraz sztab funkcjonują w pewnym oddaleniu od obiektu, a konieczne jest zapewnienie łączności z dowódcami interwencyjnymi prowadzącymi działania na jego terenie. Zastosowane w opisywanych samochodach radioprzemienniki mają możliwość komunikacji między sobą (tzw. sieciowania) przez łącza IP. W wyniku wykorzystania takiego połączenia użytkownicy radiotelefonów nasobnych będący w zasięgu jednego radioprzemiennika będą mogli prowadzić rozmowy z użytkownikami znajdującymi się w zasięgu drugiego. W takim przypadku maksymalna odległość między samochodami nie ma znaczenia, ważne, aby oba miały dostęp do internetu przez sieć GSM lub ethernet.

Przedstawione w niniejszym artykule rozwiązanie samochodu dowodzenia i łączności spotkało się z pochlebnymi opiniami użytkowników, co potwierdza słuszność przyjętej koncepcji jego budowy i wyposażenia. W następnych artykułach użytkownicy samochodów opiszą sposoby wykorzystania wyposażenia podczas działań i ćwiczeń oraz płynące z tego korzyści.

Marcin Kucharski

Andrzej Ciesielski

Wojciech Skrent

Paweł Pohl

czerwiec 2016