Типы и виды объектов инженерной инфраструктуры
1. Объекты инженерной инфраструктуры подразделяются на объекты водоснабжения, водоотведения, тепло-, энергоснабжения, электроснабжения, топливоснабжения, информатики и связи.
Объекты инженерной инфраструктуры каждого типа подразделяются на линейные объекты и сооружения.
Линейные объекты – трубопроводы, кабельные линии, каналы, коллекторы для инженерных коммуникаций, предназначенные для транспортировки инженерных ресурсов от источников и инженерных сооружений до потребителей и для транспортировки сточных вод от потребителей и городских территорий до водоприемников.
Инженерные сооружения – сооружения, предназначенные для производства, аккумулирования, перераспределения ресурсов, управления системами технического обеспечения и безопасности в инженерных системах и для очистки питьевой и сточной воды.
Линейные объекты и сооружения каждого типа подразделяются на виды объектов инженерной инфраструктуры.
2. Подземные инженерные сети следует размещать преимущественно в пределах поперечных профилей улиц и дорог под тротуарами или разделительными полосами в траншеях или тоннелях (проходных коллекторах). В полосе между красной линией и линией застройки следует.размещать газовые сети низкого и среднего давления и кабельные сети (силовые, связи, сигнализации, диспетчеризации и др.).
При ширине проезжей части более 22 м следует предусматривать размещение сетей водопровода по обеим сторонам улиц.
В условиях реконструкции проезжих частей улиц и дорог, под которыми расположены подземные инженерные сети, следует предусматривать их вынос под разделительные полосы и тротуары. Допускается сохранение существующих и прокладка новых сетей под проезжей частью при устройстве тоннелей.
3. Прокладку подземных инженерных сетей в тоннелях (проходных коллекторах) следует предусматривать, как правило, при необходимости одновременного размещения тепловых сетей диаметром 500 — 1000 мм, водопровода до 500 мм, кабелей (связи и силовых, напряжением до 10 кВ) — свыше 10 кВ, а также на пересечениях с магистральными улицами и железнодорожными путями. Совместная прокладка газо — и трубопроводов, транспортирующих легковоспламеняющиеся и горючие вещества, с кабельными линиями не допускается.
В зонах реконструкции, в охранных зонах исторической застройки или при недостаточной ширине улиц устройство тоннелей (коллекторов) допускается при диаметре тепловых сетей от 200 мм.
В районах распространения вечномерзлых грунтов при осуществлении строительства с сохранением грунтов в мерзлом состоянии следует предусматривать размещение теплопроводов в тоннелях независимо от их диаметра.
На участках застройки в сложных грунтовых условиях (лессовые, просадочные) необходимо предусматривать прокладку инженерных сетей, как правило, в тоннелях в соответствии со СНиП 23-01-99*, СНиП 2.04.02 – 84*, СНиП 2.04.03 — 85 и СНиП 41-02-2003.
Примечание. В виде исключения при невозможности подземного размещения тепловых сетей или как временное решение допускается наземная прокладка сетей при проведении специального обоснования и согласования в установленном порядке.
4. Расстояния по горизонтали (в свету) от ближайших подземных инженерных сетей до зданий и сооружений следует принимать в соответствии с нижеследующей таблицей. Минимальные расстояния от подземных (наземных с обвалованием) газопроводов до зданий и сооружений следует принимать в соответствии с СНиП 42-01-2002.
| Инженерные сети | Расстояние, м, по горизонтали (в свету) от подземных сетей до | |||||||
| фунда- ментов зданий и соору- жений | фунда- ментов ограж- денийпредпри-ятий, эстакад, опор контактной сети и связи, железных дорог | оси крайнего пути | бортового камня улицы, дороги (кромки проез- жей части, укреп- ленной полосы обочины) | наружной бровки кювета или подошвы насыпи дороги | фундаментов опор воздушных линий электропередачи напряжением | |||
| железных дорог колеи 1520 мм, но не менее глубины траншеи до подошвы насыпи и бровки выемки | желез- ных дорог колеи 750 мм и трамвая | до 1 кВнаруж- ногоосве- щения, контакт- ной сети трамваев и трол- лейбу-сов | св. 1 до 35 кВ | св. 35 до 110 кВ и выше | ||||
| Водопровод и напорная канализация | 2,8 | |||||||
| Самотечная канализация (бытовая и дождевая) | 1,5 | 2,8 | 1,5 | |||||
| Дренаж | 2,8 | 1,5 | ||||||
| Сопутствующий дренаж | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | — | — | — | — |
| Тепловые сети: | ||||||||
| от наружной стенки канала, тоннеля | 2 (см. прим.3) | 1,5 | 2,8 | 1,5 | ||||
| от оболочки бесканальной прокладки | 1,5 | 2,8 | 1,5 | |||||
| Кабели силовые всех напряжений и кабели связи | 0,6 | 0,5 | 3,2 | 2,8 | 1,5 | 0,5* | 5* | 10* |
| Каналы, коммуника- ционные тоннели | 1,5 | 2,8 | 1,5 | 3* | ||||
| Наружные пневмо-мусоро- проводы | 3,8 | 2,8 | 1,5 | |||||
| * Относится только к расстояниям от силовых кабелей. Примечания*: Для климатических подрайонов IА, IБ, IГ и IД расстояние от подземных сетей (водопровода, бытовой и дождевой канализации, дренажей, тепловых сетей) при строительстве с сохранением вечномерзлого состояния грунтов оснований следует принимать по техническому расчету. Допускается предусматривать прокладку подземных инженерных сетей в пределах фундаментов опор и эстакад трубопроводов, контактной сети при условии выполнения мер, исключающих возможность повреждения сетей в случае осадки фундаментов, а также повреждения фундаментов при аварии на этих сетях. При размещении инженерных сетей, подлежащих прокладке с применением строительного водопонижения, расстояние их до зданий и сооружений следует устанавливать с учетом зоны возможного нарушения прочности грунтов оснований. Расстояния от тепловых сетей при бесканальной прокладке до зданий и сооружений следует принимать как для водопровода. Расстояния от силовых кабелей напряжением 110-220 кВ до фундаментов ограждений предприятий, эстакад, опор контактной сети и линий связи следует принимать 1,5 м. Расстояния по горизонтали от обделок подземных сооружений метрополитена из чугунных тюбингов, а также из железобетона или бетона с оклеечной гидроизоляцией, расположенных на глубине менее 20 м (от верха обделки до поверхности земли), следует принимать до сетей канализации, водопровода, тепловых сетей — 5 м; от обделок без оклеечной гидроизоляции до сетей канализации — 6 м, для остальных водонесущих сетей — 8 м; расстояние от обделок до кабелей принимать: напряжением до 10 кВ — 1 м, до 35 кВ — 3 м. В орошаемых районах при непросадочных грунтах расстояние от подземных инженерных сетей до оросительных каналов следует принимать (до бровки каналов), м: 1 — от газопровода низкого и среднего давления, а также от водопроводов, канализации, водостоков и трубопроводов горючих жидкостей; 2 — от газопроводов высокого давления до 0,6 МПа (6 кгс/см ), теплопроводов, хозяйственно-бытовой и дождевой канализации; 1,5 — от силовых кабелей и кабелей связи; расстояние от оросительных каналов уличной сети до фундаментов зданий и сооружений — 5 м. |
5. Расстояния по горизонтали (в свету) между соседними инженерными подземными сетями при их параллельном размещении следует принимать в соответствии с нижеследующей таблицей, а на вводах инженерных сетей в зданиях сельских поселений — не менее 0,5 м. Минимальные расстояния от подземных (наземных с обвалованием) газопроводов до сетей инженерно-технического обеспечения следует принимать в соответствии с требованиями СНиП 42-01-2002.
| Инженерные сети | Расстояние, м, по горизонтали (в свету) до | |||||||
| Тепловыхсетей | ||||||||
| водопро вода | каннализации бытовой | дренажа и дож девой кана лизации | кабелей силовых всех напряже- ний | кабелей связи | наружная тенка канала, тоннеля | оболочка бесканальной прокладки | канналов, тоннелей | наружных пневмому- соропроводов |
| Водопровод | см. прим | см. прим. | 1,5 | 0,5* | 0,5 | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Канализация бытовая | см. прим | 0,4 | 0,4 | 0,5* | 0,5 | |||
| Дождевая канализация | 1,5 | 0,4 | 0,4 | 0,5* | 0,5 | |||
| Кабели силовые всех напряжений | 0,5* | 0,5* | 0,5* | 0,1- 0,5* | 0,5 | 1,5 | ||
| Кабели связи | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | — | |||
| Тепловые сети: | ||||||||
| от наружной стенки канала, тоннеля | 1,5 | — | — | |||||
| от оболочки бесканаль-ной прокладки | 1,5 | — | — | |||||
| Каналы, тоннели | 1,5 | — | ||||||
| Наружные пневмо- мусоропроводы | 1,5 | — |
* В соответствии с требованиями разд.2 Правил устройства электроустановок (ПУЭ), утвержденных Минэнерго СССР по согласованию с Госстроем СССР.
Примечания: При параллельной прокладке нескольких линий водопровода расстояние между ними следует принимать в зависимости от технических и инженерно-геологических условий в соответствии со СНиП 2.04.02-84*.
Расстояние от бытовой канализации до хозяйственно-питьевого водопровода следует принимать, м: до водопровода из железобетонных и асбестоцементных труб — 5; до водопровода из чугунных труб диаметром до 200 мм — 1,5, диаметром свыше 200 мм — 3; до водопровода из пластмассовых труб — 1,5.
Расстояние между сетями канализации и производственного водопровода в зависимости от материала и диаметра труб, а также от номенклатуры и характеристики грунтов должно быть 1,5 м.
При пересечении инженерных сетей между собой расстояния по вертикали (в свету) следует принимать в соответствии с требованиями СНиП II-89-80*.
6. Пересечение инженерными сетями сооружений метрополитена следует предусматривать под углом 90 0 , при реконструкции допускается уменьшать угол пересечения до 60 0 . На участках пересечения трубопроводы должны иметь уклон в одну сторону и быть заключены в защитные конструкции (стальные футляры, монолитные бетонные и железобетонные каналы, коллекторы, тоннели). Расстояние от наружной поверхности обделок сооружений метрополитена до защитных конструкций должно быть не менее 10 м в каждую сторону, а расстояние по вертикали (в свету) между обделкой или подошвой рельса (при наземных линиях) и защитной конструкцией – не менее 1 м.
На участках пересечения трубопроводы должны иметь уклон в одну сторону и быть заключены в защитные конструкции (стальные футляры, монолитные бетонные или железобетонные каналы, коллекторы, тоннели). Расстояние от наружной поверхности обделок сооружений метрополитена до конца защитных конструкций должно быть не менее 10 м в каждую сторону, а расстояние по вертикали (в свету) между обделкой или подошвой рельса (при наземных линиях) и защитной конструкцией — не менее 1 м.
Прокладка газопроводов под тоннелями не допускается.
7. Переходы инженерных сетей под наземными линиями метрополитена следует предусматривать с учетом требований ГОСТ 23961-80. При этом сети должны быть выведены на расстояние не менее 3 м за пределы ограждений наземных участков метрополитена.
Примечания: В местах расположения сооружений метрополитена на глубине20 м и более (от верха конструкции до поверхности земли), а также в местах залегания между верхом обделки сооружений метрополитена и низом защитных конструкций инженерных сетей глин, нетрещиноватых скальных или полускальных грунтов мощностью не менее 6 м изложенные требования к пересечению инженерными сетями сооружений метрополитена не предъявляются, а устройство защитных конструкций не требуется.
В местах пересечения сооружений метрополитена напорные трубопроводы следует предусматривать из стальных труб с устройством с обеих сторон участка пересечения колодцев с водовыпусками и установкой в них запорной арматуры.
8. При пересечении подземных инженерных сетей с пешеходными переходами следует предусматривать прокладку трубопроводов под тоннелями, а кабелей силовых и связи — над тоннелями.
9. Прокладка трубопроводов с легковоспламеняющимися и горючими жидкостями, а также со сжиженными газами для снабжения промышленных предприятий и складов по селитебной территории не допускается.
Магистральные трубопроводы следует прокладывать за пределами территории поселений в соответствии со СНиП 2.05.06-85*. Для нефтепродуктопроводов, прокладываемых на территории поселения, следует руководствоваться СНиП 2.05.13-90.
1.3. Инженерная и транспортная инфраструктуры жилого комплекса
Инженерная инфраструктура – это комплекс сооружений и коммуникаций, обеспечивающий водоснабжение, водоотведение, электро-, тепло-, газоснабжение, а также систему связи в пределах определенной территории.
В проектах планировки жилого района должны быть приведены исчерпывающие решения того, как он будет обеспечен водой, теплом, энергией, канализацией, дорогами, транспортом, телефонизацией и т. д., определены поперечные профили улиц с учетом транспортных потоков и необходимых зон прокладки подземных сетей [87].
Водоснабжение, отопление и газоснабжение основаны на использовании природных ресурсов, запасы которых ограничены и поэтому требуют экономного хозяйственного отношения. В этой связи очень важна разработка научно обоснованных норм потребления воды, газа, тепла и использования более совершенного оборудования, обеспечивающего высокий уровень благоустройства жилья и необходимых технологических процессов.
При совмещенной прокладке трубопроводов в одной траншее они располагаются параллельно друг другу, за исключением канализации, причем уклон для всех линий назначается одинаковым. Расстояния между сетями в таком случае принимаются минимальными, что также снижает стоимость строительства [56].
Водоснабжение. Под системой водоснабжения подразумевается комплекс устройств, необходимых для обеспечения водой потребителей в нужном количестве и требуемого качества. Она предназначена для подведения воды для питья; производственных и противопожарных нужд; мойки улиц, проездов, площадей, а также полива зеленых насаждений и для других целей.
Водопроводы бывают внутренние, находящиеся внутри зданий и сооружений, и наружные.
При этом система водоснабжения может обеспечивать водой как один объект, так и группу однородных и разнородных потребителей в микрорайоне.
Водоотведение – предназначено для удаления продуктов жизнедеятельности человека, хозяйственно-бытовых и дождевых сточных вод с целью их очистки от загрязнений и дальнейшей эксплуатации или возвращения в водоем.
В зависимости от того, какие категории сточных вод отводит канализационная сеть, различают следующие системы канализации.
1. Общесплавная система канализации, при которой по одной подземной сети труб и каналов сточные воды всех категорий (бытовые, производственные и атмосферные) отводятся за пределы
2. населенных мест. Коллекторы общесплавной канализации имеют большие сечения, в результате чего их строительство требует значительных единовременных капиталовложений.
2. Раздельная система канализации может быть полной и неполной. При полной раздельной системе прокладывают две самостоятельные подземные сети труб и каналов. Одна служит для отведения бытовых и загрязненных производственных сточных вод (производственно-бытовая), а вторая – для стоков дождевых и условно чистых производственных вод (дождевая). По бытовой сети сточные воды поступают на очистные сооружения, расположенные большей частью за пределами населенных мест. Дождевые же воды отводятся по наикратчайшему расстоянию в ближайшие водные потоки.
Применяются также полураздельная и комбинированная системы водоотведения [79].
Трубопроводы внутренней канализации так же, как и наружной, проектируются, как правило, самотечными и подразделяются на отводные трубопроводы, по которым сточные воды от санитарных приборов поступают в стояк; на стояки, проходящие по всем этажам здания; на выпуски, по которым сточные воды здания поступают в колодцы дворовой сети, отводящей их в уличную сеть.
Наружные сети водоотведения состоят из дворовых (или внутриквартальных) и уличных сетей. Они служат для приема сточных вод от систем внутренней канализации и их отведения. Схема канализации объекта (принципиальное решение выбранной системы канализации по трассировке сетей и др.) определяется, главным образом, рельефом и планом застройки территории, гидрогеологическими, гидрологическими, санитарными и другими условиями.
Сточные воды от отдельных кварталов собираются коллекторами, которые принимают сточные воды от нескольких уличных линий или от заводских сетей. Отдельные коллекторы объединяются в главные коллекторы или каналы, по которым сточные воды отводятся на очистные сооружения, их тип и конструкция зависят от степени загрязнения сточных вод и условий их выпуска в водоемы.
Теплоснабжение. Система централизованного теплоснабжения, обслуживающая жилой район или его часть, включает источник тепла, тепловую сеть, тепловые пункты и теплопотребляющие здания и сооружения.
Система водяного отопления проста и надежна в обслуживании, изменение температуры воды происходит путем простого регулирования. В помещении из-за низкой температуры поверхности отопительных приборов создается тепловой комфорт и в то же время обеспечивается высокая эксплуатационная надежность; при этом закрытые системы, как правило, подвергаются незначительным коррозионным повреждениям.
Газоснабжение – организованная подача и распределение газового топлива для нужд потребителей. Природный газ является наиболее совершенным и экономичным видом топлива. Газоснабжение городов природными и искусственными газами осуществляется по магистральным газопроводам, транспортирующим газ от мест его добычи или производства к потребителям. Газовая сеть состоит из газопроводов различного назначения; узлов редуцирования газов – распределительных пунктов (ГРП), распределительных станций (ГРС) [101].
Электроснабжение. В городах для комбинированного снабжения энергией и теплом используют теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), мощность которых определяется потребностью в тепле для технологических нужд и отопления зданий [108].
Прокладка линий и устройство электроснабжения зданий относятся к монтажным работам, они включают:
• сильное электричество – розетки (110V
• слабое электричество – телевизионная линия, линия Интернета и др. (ниже 36V);
• светильное электричество – линии для осветительных ламп (110V
• электрические плиты (380V) относятся к оборудованию.
Транспортная инфраструктура жилых комплексов в зависимости от своего назначения делится на следующие виды:
• пассажирский транспорт – личные автомобили, мотоциклы, велосипеды жителей, транспорт служащих различных учреждений микрорайона; и общественный – автобусы, троллейбусы, трамваи;
• грузовой транспорт – грузовые автомобили, микроавтобусы и др.;
• специальный транспорт – санитарные, пожарные автомобили и автомобили службы безопасности, автомобили для уборки улиц, автомобили технической помощи.
План любого микрорайона характеризуется системой магистральных улиц, образующих как бы остов планировочной структуры. Их планировка позволяет выделить принципиальные геометрические схемы, определяющие конфигурацию системы магистралей.
1. Дивергентная схема (рис. 1.5) обеспечивает удобную связь между периферийными зонами и центром микрорайона, однако не содержит кратчайших коммуникаций между пунктами тяготения, расположенными на периферии микрорайона. Эта схема удобна для малых микрорайонов с незначительными транспортными потоками.
2. Дивергентно-кольцевая схема (рис. 1.6) характерна для крупных микрорайонов. Она включает трассы, сходящиеся в центральном узле, превращающиеся в дивергентные магистрали, а также объединяющие их кольцевые дороги. При такой схеме возникают удобные связи между периферийными зонами и центром.
Рис. 1.5. Дивергентная схема
Рис. 1.6. Дивергентно-кольцевая схема
3. Квадратная схема (рис. 1.7). Достоинствами такой схемы является отсутствие единого центрального транспортного узла, сравнительно равномерная транспортная нагрузка магистралей и высокая пропускная способность всей системы в целом благодаря наличию дублирующих связей. Недостаток – отсутствие кратчайших прямолинейных связей в центрах.
4. Свободная схема (рис. 1.8). Узкие, изогнутые в плане улицы с частыми пересечениями ни в какой мере не отвечают современным транспортным требованиям. Эта схема обусловлена сложным рельефом местности и в определенной степени обеспечивает экономичность осуществления уличной сети.
В крупных и особенно в крупнейших микрорайонах обычно сочетаются различные схемы планировки магистралей, наиболее часто используют радиально-кольцевую и квадратную схемы.
Рис. 1.7. Квадратная схема
Рис. 1.8. Свободная схема
Рис. 1.9. Схемы планировки уличной сети
Зачастую новые современные микрорайоны строят вне города, так как именно там имеются свободные участки земли. Но в этом случае усложняются транспортные коммуникации. Система микрорайонного транспорта дополняется внешними транспортными линиями.
инженерная инфраструктура
Инженерная инфраструктура — система коммуникаций и объектов водоснабжения, канализации, тепло , электро и газоснабжения, связи. Источник: ЗАКОН г. Москвы от 27.04.2005 N 14 О ГЕНЕРАЛЬНОМ ПЛАНЕ ГОРОДА МОСКВЫ (ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ГРАДОСТРОИТЕЛЬНОГО РАЗВИТИЯ ГОРОДА МОСКВЫ) … Официальная терминология
инженерная инфраструктура интеллектуального здания — [Интент] Инженерная инфраструктура интеллектуального здания образует системы жизнеобеспечения персонала и технологическую платформу, на которой функционируют остальные системы. К инженерной инфраструктуре относятся: 1. Автоматизированная система… … Справочник технического переводчика
Инженерная инфраструктура, транспортная инфраструктура, социальная инфраструктура — Комплекс сооружений и коммуникаций транспорта, связи, инженерного оборудования, а также объектов социального и культурно бытового обслуживания населения, обеспечивающий устойчивое развитие и функционирование поселений и межселенных территорий. ст … Словарь: бухгалтерский учет, налоги, хозяйственное право
инфраструктура инженерная — Инфраструктура, обеспечивающая водоснабжение, канализацию, электро , тепло , газо и хладоснабжение, а также телефонную связь и транспортные сообщения в пределах определённой территории [Терминологический словарь по строительству на 12 языках… … Справочник технического переводчика
Инфраструктура — (Infrastructure) Инфраструктура это комплекс взаимосвязанных обслуживающих структур или объектов Транспортная, социальная, дорожная, рыночная, инновационная инфраструктуры, их развитие и элементы Содержание >>>>>>>> … Энциклопедия инвестора
Инфраструктура — В Викисловаре есть статья «Инфраструктура» Инфраструктура (лат. … Википедия
Инженерная — Инженерная, транспортная и социальная инфраструктуры по законодательству РФ комплекс сооружений и коммуникаций транспорта, связи, инженерного оборудования, а также объектов социального и культурно бытового обслуживания населения, обеспечивающий… … Финансовый словарь
ИНФРАСТРУКТУРА ИНЖЕНЕРНАЯ — инфраструктура, обеспечивающая водоснабжение, канализацию, электро , тепло , газо и хладоснабжение, а также телефонную связь и транспортные сообщения в пределах определённой территории (Болгарский язык; Български) техническа инфраструктура… … Строительный словарь
критически важная физическая инфраструктура — [Интент] Инженерная инфраструктура ЦОД является комплексом взаимосвязанных инженерных систем, цель которого — обеспечение надежной работы и эксплуатации серверного, сетевого и телекоммуникационного оборудования входящих в ядро корпоративных … Справочник технического переводчика
транспортная инфраструктура — инженерная, транспортная и социальная инфраструктуры комплекс сооружений и коммуникаций транспорта, связи, инженерного оборудования, а также объектов социального и культурно бытового обслуживания населения, обеспечивающий устойчивое развитие и… … Строительный словарь
Инженерная инфраструктура как основа информационной системы
Зачастую специалисты, занятые в ИТ, слабо представляют себе всю совокупность и сложность информационной системы и, особенно, ее окружения. Это в общем нормально в нынешнее время узкой специализации, но настоящему специалисту все же желательно иметь представление по крайней мере о том, что может воспрепятствовать реализации его замысла. В конце концов, понимание того, что работа твоего программного комплекса зависит от многих и многих факторов, в том числе иногда неочевидных, никому не помешает.
Трактовку понятия информационной системы можно посмотреть, например, в Википедии.
На всякий случай:
Подсистемы информационной инфраструктуры. Назначение подсистем, задачи, которые они решают
Как мне видится инфраструктура информационной системы? Эдакая пирамида, вершина которой, «первый слой» — потребитель и искомая, обработанная и готовая к употреблению информация. Информация, как воспринимаемое человеком нематериальное. Человек — тоже элемент этой инфраструктуры, и довольно значимый, как и программное обеспечение; однако, к техническим, инженерным элементам его относить почему-то не принято. Не стану и я.
Что такое — эта информация? То, что мы видим на экране монитора, слышим из динамиков; то, на основе чего мы принимаем некие решения — или осознанно делегируем право принять эти решения опять же вычислительной технике.
Условно «второй слой» пирамиды — интерфейсы, устройства отображения, управления, ввода-вывода. Почему я решил вынести интерфейсы в отдельную сущность? Потому, что от «качества» предоставляемой потребителю информации зависят принимаемые им решения — по вполне субъективным причинам. Да и технически, и программно-технически интерфейсы — вполне независимая область.
«Коммуницируют» интерфейсные системы непосредственно с третьим слоем, с устройствами обработки информации, которые преобразуют массивы данных в вид, доступный для представления, с теми же персональными компьютерами. В нынешние времена иногда уже трудно провести границу между интерфейсом и «вычислителем», пример тому — смартфоны и планшеты.
Компьютер (ноутбук, планшет, смартфон) сам по себе, без данных для обработки, без связи с источником информации — не особо нужная дорогая железка. Когда-то «источником» данных для вычислительных систем были (если оставить за кадром первоисточник — человека и окружающую действительность/среду) телетайпы, перфокарты, перфоленты, затем магнитные ленты… Теперь исходные данные, как правило, берутся через сети с других вычислительных устройств, мест массового хранения, посредством телекоммуникаций. Это четвертый слой, обеспечивающий связи оконечных устройств, готовящих информацию к употреблению человеком, с источниками данных.
Пятый и шестой слои — обработка первичной, базовой информации, и хранилища данных. Под этими двумя слоями можно понимать, например, весь Интернет — в качестве субботнего развлечения, или дата-центр, или отдельный майнфрейм, привязанный к системе хранения данных, дисковому массиву, десятками каналов FiberChannel через соответствующие коммутаторы (тут своя мини-иерархия, которая тоже укладывающаяся в приведенную схему); или просто домашний NAS-сервер.
А вот далее (ниже) идет как раз то, что принято называть инженерной (в отличии от информационной) инфраструктурой. То, что обеспечивает нормальную работу всего того, что перечислено выше.
Понятно, что для осуществления описанного только что способа доступа к информации (и оперирование этой информацией) в рамках принятых ограничений необходимо использовать технические, и не просто технические, а высокотехнологичные, средства. Которые работать могут только при выполнении ряда условий.
- Во-первых, без электроэнергии, причем соответствующей определенным требованиям, стандартам, работа ИТ оборудования, как ни странно, невозможна — такой вот парадокс.
- Во-вторых, электронные компоненты ИТ оборудования, в соответствии с законами физики, работать нормально, без большого количества сбоев, могут только в довольно ограниченном диапазоне температур, условно от -40 до +50ºC, а «комфортным» вовсе считается диапазон 20±2ºC. При этом само ИТ оборудование является источником тепла: вся потребляемая электрическая энергия превращается компонентами ИТ систем в энергию тепловую.
- В третьих, из-за применяемых ныне технологий, существуют ограничения на уровень относительной влажности воздуха: при повышенной влажности возможно выпадение росы, а значит, вероятно замыкание в электрических схемах; при низкой влажности возможно накопление статического электричества, и растет вероятность пробоя электрических компонентов.
- В четвертых, учитывая «во-вторых и в третьих», ИТ оборудование надо оградить от нежелательных внешних воздействий, начиная от попадания в них пыли, и заканчивая камнем, брошенным хулиганом. Слой пыли затрудняет отвод тепла от компонентов, и способствует накоплению статики; с камнем и так все понятно.
- Есть еще проблема компактного размещения ИТ систем и систем, их обеспечивающих. То есть — архитектурная подсистема, выделенная зона, или помещение, или здание, или сооружения, где все хозяйство размещено. Проблема эта решается по разному, и зачастую это решение требует весьма значительной части средств, выделяемых на информационную систему. Оставим это в стороне, хотя это тоже неправильно — как и то, что не учитываем ПО.
Вот таким толстым получается седьмой, инженерный, слой информационной инфраструктуры — своя отдельная сложная инфраструктура из нескольких, иногда многих, подсистем.
Что занимательно, это еще вовсе не конец цепочки, поскольку далее идет транспортировка энергии, городские и региональные сети электроснабжения, генерирование мощностей, добыча энергоносителей… Но это, будем считать, за рамками темы, я же обещал ограничиться масштабами предприятия.
Цели, ради которых строится конкретная информационная система; зависимость инфраструктуры от выбранной цели
Цель, собственно, понятна: обеспечить потребителя, имеющего необходимый уровень ответственности (или просто право), информацией для окончательного анализа и принятия решений; как вариант — для получения некоего удовольствия (в компьютерные игры играете? А фильмы? А музыка?). От итоговой важности решаемой задачи напрямую зависят масштабы инфраструктуры, призванной обеспечить потребителя информацией.
Информационная инфраструктура. Примеры очевидны: с одной стороны, «домашняя сеть», включающая ПК, ноутбук и пару смартфонов в качестве клиентов, роутер в качестве центрального узла, и единственный канал связи до провайдера; с другой стороны — предприятие с филиалами в половине мира, с полутора десятком дата-центров по всей стране. Диапазон получается широчайший. Соответственно, для реализации этих двух инфраструктурных решений требуется оборудование разного уровня; производители в курсе этой «проблемы», и заранее позиционируют устройства: «домашний wi-fi роутер», «коммутатор для рабочих групп», «сервер масштаба предприятия».
Сложность и дороговизна решений для каждой конкретной задачи определяется важностью этой задачи — с этим определились давно. Насколько ценны вам, как частному лицу, ваши фотографии, видеозаписи, фильмы и книги, хранимые на диске ноутбука? Стоят ли они приобретения NAS с RAID-массивом уровня 10? Или достаточно будет «флэшки» на 8 гигабайт? Или, например, двух флэшек по 32 гигабайта? Окупят ли затраты на NAS ваши моральные страдания от возможной утери уникальных фоток с Кипра?
С другой стороны, насколько ценна коммерческому банку информация, «живущая» в петабайтном хранилище? Нужно ли его, хранилище, зеркалировать вторым таким же в другом городе, или будет достаточно ежедневного бэкапа на ленты? Будут ли потери от простоя банка на ремонты и восстановление после краха СХД настолько велики, что «зеркало» за несколько десятков миллионов долларов окажется мелочными расходами?
Инженерная инфраструктура. Нужно ли покупать домой источник бесперебойного питания, который займет дефицитное место, но может спасти от потери данных? Оправданы ли затраты — если на вашей памяти электричество дома отключали два раза за последние пять лет? А какую схему резервирования кондиционеров дата-центра выбрать: N+1 или 2N – учитывая, что каждый лишний кондиционер холодильной мощностью, например, 50 кВт, обойдется в полтора миллиона?
Вопросы достаточно риторические, любая инфраструктура должна соответствовать масштабам задачи, и строиться на основании пусть и не слишком точных, но расчетов.
Определение масштабов инфраструктуры, состав подсистем
Пока ваши «фотки» помещаются на один компакт-диск, у вас как бы и нет проблем с инфраструктурой: ваши данные всегда в сохранности (если, конечно, вы не забываете сами об этом заботиться), доступности, а в случае краха вашей персональной информационной системы эти данные достаточно просто восстановить. Иное дело, когда объем данных, к которым хоть иногда необходимо иметь доступ, составляет десятки и сотни терабайт; при этом легко представить ситуацию, в которой вы (предприятие) понесете убытки (финансовые, репутационные, моральные в конце концов) если эти данные окажутся недоступными, даже на непродолжительное время.
Можно попытаться определить необходимые масштабы инфраструктуры, и необходимый состав ее систем и подсистем.
Объемы предоставляемой потребителю информации (той, которую надо хранить «у себя») вполне можно оценить, это то, что используется в повседневной деятельности и, в итоге, «оседает» на жестких дисках — за исключением информации случайной и непроизводительной (для предприятия это, скажем, глубоко личные запасы музыки на персональных компьютерах сотрудников; дома же, например, сериалы, которые после просмотра можно без сожаления стереть, но которые пока еще занимают место на диске). То есть те объемы данных, которыми оперируем в настоящий момент, и которые могут понадобиться в дальнейшем. Спрогнозировать рост объема данных можно при наличии маломальской статистики за предыдущие периоды (если вы — предприятие, а такой статистики у вас нет, то ваши админы — или конченные лентяи, или некомпетентны).
По имеющимся объемам данных, интенсивности их использования и прогнозам роста на основе статистики вполне можно прикинуть, какую технику на каком «уровне» инфраструктуры использовать.
Характер конечной информации может определять содержание «верхних слоев» инфраструктурной пирамиды,
технический уровень средств интерфейса, и предоставления информации: дизайнерская веб-студия вряд ли сможет эффективно конкурировать на рынке, предоставив своим ведущим сотрудникам компьютеры на базе Pentium-III для рендеринга, и 14-дюймовые мониторы с разрешением 800х600; с другой стороны, многие бухгалтерии такой техникой пользуются, и вполне могут пользоваться еще годы.
Интенсивность использования данных и их объемы определяют требования к средствам передачи данных:в приведенном выше примере с бухгалтерией достаточно будет иметь (для средней величины конторы) сеть, построенную на основе «медной» структурированной кабельной системы категории 5/5е и коммутаторов 10/100 Layer 2. Ядро сети дата-центра банка требует уже оптику для SAN и не только, коммутаторы Layer 3-4 с интерфейсами со скоростью передачи 2-8 (для SAN) и 1-10 (для прочих) гигабит в секунду.
Средства обработки информации представлены серверами разной производительности (и, соответственно, мощности), исполнения, стоимости и даже назначения: от уровня рабочей группы в корпусе Midi-Tower до монстров класса IBM p795. В «среднем» сегменте популярными заслуженно стали блэйд-серверы (в основном, из-за гибкости решений). Выбор конкретной системы зависит от сложности решаемых задач (две большие разницы: расчет теплозащиты космического аппарата методом конечных элементов, или «поиграть в сапера») и, соответственно, требуемой производительности.
Хранение данных — задача достаточно традиционная, решается разными способами (база, тем не менее, сейчас у всех способов одна — в основном жесткие диски, если иметь в виду оперативное хранение, SSD для критичных к скорости обработки данных задач, и магнитные ленты для резервных и архивных копий; вообще-то о резервировании информации разговор особый; в частной жизни добавляются CD/DVD и «флешки»). Способы выбираются — как ни странно — в зависимости от требуемых объемов хранения и скорости доступа. Это может быть раздел на единственном HDD в домашнем компьютере, RAID-массив внутри сервера, дисковая «полка» или их массив, или Hi-End система из трех (пяти, семи) шкафов 42U, один-два из которых — «мозги», контроллеры, а остальные — дисковый массив.
Требования к системам инженерной инфраструктуры определяются из характеристик всего, перечисленного выше. Основной показатель — потребляемая мощность, это основа для дальнейших расчетов — если речь идет о предприятии. Почему основной? Оплата электроэнергии составляет львиную долю затрат на эксплуатацию дата-центров. Центр обработки данных, где установлено ИТ оборудование электрической мощностью 250 киловатт, за год потребляет только на вычисления почти 2,2 тысячи мегаватт-часов, а вместе с инженерной инфраструктурой от 3 до 4 тысяч мегаватт-часов, в зависимости от эффективности инженерных систем. В деньгах на сегодня это значит от десяти до двенадцати миллионов рублей. Такие потенциальные траты не должны быть неожиданностью, и требуют предварительной оценки. Как?
Суммируем электрическую паспортную мощность, потребляемую каждым ИТ устройством, добавляем 10-20% «на всякий пожарный случай» (по нашим замерам во время формирования отчетов, то есть при интенсивных вычислениях, потребляемая мощность ИТ системы увеличивалась в среднем на 9,67 процента по сравнению с обычной, установившейся повседневной мощностью), при необходимости прибавляем запас на развитие, и получаем мощность, которую будет потреблять ИТ оборудование, то есть примерно 50-70% от необходимой общей мощности (для всей инфраструктуры). При этом становится понятна требуемая мощность систем гарантированного и бесперебойного питания, а заодно — и количество тепла, которое надо будет отводить от ИТ оборудования и от ИБП, то есть — можно оценить мощность системы кондиционирования. После этого определяемся с минимально допустимыми уровнями резервирования, и основа для черновых расчетов готова.
К мощностям ИТ оборудования добавляются мощности систем «инженерки», и в результате определяются требуемые мощности внешнего электроснабжения, и системы гарантированного питания: аварийных дизельных генераторов, или чего-нибудь подобного. То есть — энергетика.
Такая методика, с некоторыми поправками, применима, в общем-то, для грубой оценки как масштабов необходимой для «функционирования бизнеса» информационной инфраструктуры, так и затрат на нее — с учетом мер по обеспечению некоторой безопасности. Впрочем, о безопасности речь отдельная, штука это многогранная и разнообразная в своих проявлениях, и в предельных вариантах стоить может очень дорого. Кстати, одной из мер обеспечения безопасности можно считать повышение надежности как всей инфраструктуры, так и подсистем и компонентов, ее образующих.
Вопросы надежности
Надежность технических систем — вполне себе многоплановая и занимательная наука. Но нас интересуют только прикладные аспекты; главный вопрос — как обеспечить приемлемую надежность информационной инфраструктуры за приемлемые деньги. Поскольку:
- Основной способ повышение надежности — резервирование и дублирование компонентов (устройств, подсистем, каналов связи и пр.).
- Дополнительный способ — использование высоконадежных, а поэтому дорогих компонентов.
- Оба этих способа повышения надежности требуют определенных затрат.
По-моему, получилось показательно. Разный уровень важности решаемой задачи определяет разные масштабы, а масштабы определяют разную стоимость решения.
При этом заметьте, что принципиальной разницы между инфраструктурой, например, «Мобильных телесистем», или ВТБ-24 и вашей домашней сетью нет. Никто и ничто, кроме соседей и кошелька, не помешает вам, если посчитаете свои личные данные бесценными, дополнительно их защитить: установить ИБП под каждое устройство, а на балконе — аварийный бензиновый генератор на самый уж крайний случай; подключиться к двум независимым провайдерам, установив на каждом канале по отдельному роутеру/коммутатору; добавить к имеющемуся NAS с RAID-массивом пятого уровня еще один, в зеркало; положить «про запас» под шкаф еще один системный блок, идентичный стоящему на столе (так называемый «холодный резерв», ага), а в стоящий на столе вставить пишущий BlueRay привод, на котором еженедельно нарезать очередную болванку с бесценным; а записанные болванки раз в месяц отвозить в банковскую ячейку; и так далее. Только нужно ли вам это?