close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

233. Расчёт основных характеристик систем связи

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Воронежский государственный архитектурно-строительный университет»
Кафедра пожарной и промышленной безопасности
РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
СИСТЕМ СВЯЗИ
Методические указания
к выполнению курсовой работы
по дисциплине «Автоматизированные системы управления и связь»
для студентов, обучающихся
по специальности 20.05.01 «Пожарная безопасность»
и по направлению 20.03.01 «Техносферная безопасность»
Воронеж 2015
1
УДК 614.84:681.3.066(073)
ББК 38.96:68.517я73
Составители
С. Д. Николенко, С. А. Сазонова, Е. А. Сушко
Расчёт основных характеристик систем связи: метод. указ. к выполнению
курсовой работы по дисциплине «Автоматизированные системы управления и
связь» для студ., обучающихся специальности 20.05.01 «Пожарная безопасность» и по направлению 20.03.01 «Техносферная безопасность» / Воронежский ГАСУ; сост.: С. Д. Николенко, С. А. Сазонова, Е. А. Сушко. - Воронеж,
2015. - 32 с.
Содержат организационные и методические требования на выполнение курсовой работы по дисциплине «Автоматизированные системы управления и связь», инженерную методику расчетов основных показателей функционирования систем связи гарнизонов ГПС.
Предназначены для студентов, обучающихся по специальности 20.05.01 «Пожарная
безопасность» и по направлению 20.03.01 «Техносферная безопасность».
Ил. 2. Табл. 3. Библиогр.: 14 назв.
Печатается по решению учебно-методического совета
Воронежского ГАСУ
Рецензент - д.т.н., профессор кафедры пожарной и промышленной
безопасности Воронежского ГАСУ В.Л. Мурзинов
2
Введение
В условиях современного развития общества, усложнения технической и
социальной инфраструктуры информация становится таким же стратегическим
ресурсом, как традиционные материальные и энергетические ресурсы. Современные информационные технологии, позволяющие создавать, хранить, перерабатывать информацию и обеспечивать эффективные способы ее представления,
стали важным фактором жизни общества и средством повышения эффективности
управления всеми сферами общественной деятельности. Для Государственной
противопожарной службы (ГПС) МЧС России развитие информационных технологий особенно актуально, поскольку является одним из основных факторов
подъема уровня пожарной безопасности.
В любой организации, на любом производстве осуществляются процессы
управления. Связь является важнейшей составной частью процесса управления.
Не является исключением и пожарно-спасательные формирования. Процесс
управления деятельностью гарнизона пожарной охраны включает ряд сложных
операций. К ним относятся: сбор и обработка информации об оперативной обстановке в административном районе, оценка этой обстановки в каждый конкретный момент времени и на перспективу, планирование, подготовка вариантов
решений, выбор и принятие оптимального решения, доведение заданий до исполнителей, координация взаимодействия подразделений при выполнении задач
и контроль их исполнения.
Современный этап развития ГПС МЧС России немыслим без широкого
внедрения в ее деятельность современных средств связи и вычислительной техники. Многообразие задач и функций этого ведомства, как службы экстренного
реагирования, в условиях увеличения количества природных и техногенных катастроф привело к значительному увеличению объема информационных потоков, необходимости применения более сложных технических систем связи. На
смену устаревшей аналоговой технике связи приходят цифровые системы с высоким быстродействием. На вооружении подразделений МЧС находятся различные средства и системы электросвязи, широко внедряются системы инфо рматизации и автоматизации деятельности на базе персональных компьютеров
(ПК). На основе этих средств разрабатываются и внедряются различные автоматизированные системы (управления, проектирования, поддержки принятия решений, информационно-справочные и др.) и различные системы передачи данных. В результате неизбежно возрастают требования к специалистам, использующим и обслуживающим эти системы.
Внедрение новых информационных и телекоммуникационных технологий приводит к тому, что работа инженерного состава нештатных служб связи
гарнизонов пожарной охраны, зачастую, связана с проведением исследований
3
различного направления, с постоянным поиском рациональных технических
решений. Успех от внедрения этих систем во многом зависят от уровня квалификации специалистов в области связи, информационных и телекоммуникационных
технологий, автоматизированных систем управления (АСУ), знающих методику
анализа и проектирования сложных систем, их технические возможности. Естественно, что технические решения должны быть на уровне современных требований и обеспечивать решение поставленных задач на базе новых достижений в
области систем связи и вычислительной техники, соответствующего информационного обеспечения и применения математических методов.
Успешное выполнение задач управления требует наличия бесперебойно
функционирующей системы связи с разветвленной топологией, способной обеспечить все более возрастающие потребности органов управления и подразделений
ГПС в своевременной, полной, достоверной и конфиденциальной информации.
1. СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовая работа состоит из двух частей: задания на реферативную часть и
задания на проведение технических расчетов. Тематику реферативной части и вариант расчета по программе для курсовой работы выдает научный руководитель.
Курсовая работа должна иметь в своем составе следующие разделы: титульный лист; оглавление; задание на курсовую работу; введение; реферативную
часть; практическую часть с основными расчетными формулами и с выполненным индивидуальным расчетом; выводы и предложения; список используемой
литературы; приложения.
Пример оформления титульного листа приведен в приложении 1.
В содержании должны быть приведены заголовки разделов (подразделов,
параграфов, пунктов) работы с указанием номеров страниц в той последовательности, в которой они приведены в работе.
Во введении (объем 1-2 стр.) обосновываются выбор темы, её актуальность, указываются задачи и исходные данные для работы.
В реферативной части должна быть изложена теоретическая информация
по заданному варианту задания.
В практической части подробно излагается ход решения поставленных
задач, проводятся предусмотренные заданием расчеты.
Выводы и предложения должны содержать краткое обобщение и оценку
результатов работы.
В список использованной литературы включаются только те источники,
которые нашли применение при выполнении работы.
Курсовая работа должна быть оформлена на листах формата А4 на одной
стороне машинописным способом. Оптимальный объем курсовой работы (про-
4
екта) должен составлять примерно 25-35 страниц машинописного текста.
Текст печатается в редакторе Microsoft Word шрифтом Times New Roman,
жирный, 14 пт, через 1,5 интервала. Поля - 2 см сверху, слева и с права, 3 см с
низу. Нумерация страниц внизу страниц по центру. Титульный лист не нумеруется, но учитывается его порядковый номер.
Текст курсовой работы следует разбивать на абзацы, начала которых пишут с красной строки. Каждый заголовок первого уровня и следующий за ним
текст начинается с новой строки. К заголовкам первого уровня относятся:
(ОГЛАВЛЕНИЕ, ВВЕДЕНИЕ, НАЗВАНИЯ ГЛАВ, ЗАКЛЮЧЕНИЕ, СПИСОК
ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ, ПРИЛОЖЕНИЕ). Они печатаются прописными буквами, полужирным шрифтом, без точки в конце, выравниваются
по центру, переносы в словах не допускаются.
Названия параграфов печатаются сразу после названия глав. Они печатаются жирным шрифтом, выравниваются по центру, имеют только первую букву
прописную, остальные - строчные. Между названием главы, названием параграфа и текстом ставится три пробела. Каждый параграф не надо начинать с
новой страницы.
Нумерация рисунков, схем и таблиц в работе сквозная. На все рисунки,
схемы, таблицы, формулы и формы документов должны быть ссылки в тексте.
В правом верхнем углу первого листа приложения пишется прописными
буквами слово «Приложение». Если приложений несколько, то каждое приложение должно начинаться с нового листа и нумероваться арабскими цифрами (без
знака «№»), например, «Приложение 1», «Приложение 2» и т.д.
Список использованной литературы составляется и оформляется в соо тветствии с требованиями государственных стандартов системы информацио нно-библиографического и издательского дела (СИБИД).
Формулы вставляются редактором формул Microsoft Equation в отдельных
строках. Шрифты Symbol и Times New Roman, обычный. Стиль – математический, размер символов - 14 пт. Формула выравнивается по центру, номер формулы заключается в круглые скобки и ставится после формулы.
2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
2.1. Задания на реферативную часть курсовой работы
1. Информационные основы связи
2. Единые дежурно-диспетчерские службы городов
3. Кодирование и модуляция
4. Количество информации и пропускная способность системы связи
5
5. Автоматизированная система оперативного управления пожарноспасательными формированиями
6. Значение связи и АСУ в работе ГПС по ликвидации последствий аварий и стихийных бедствий
7. Основные характеристики системы связи
8. Автоматизированные системы управления
9. Системы телефонной связи
10. Документальная связь
11. Телеграфная связь
12. Факсимильная связь
13. Система телевизионной связи
14. Технологии оптической связи
15. Системы громкоговорящей связи
16. Средства проводной диспетчерской связи
17. Полевые средства телефонной связи
18. Специальные переговорные устройства
19. Системы оповещения и управления эвакуацией
20. Современные системы проводной диспетчерской связи
21. Структура и основные элементы радиосвязи
22. Системы и технологии мобильной связи
23. Устройство и параметры радиостанций ГПС
24. Оценка дальности и качества радиосвязи
25. Единая служба связи ГПС МЧС России
26. Организация связи в гарнизонах пожарной охраны
27. Контроль технического состояния средств связи и управления
28. Общие принципы организации автоматизированных систем связи и
информационные технологии
29. Информатизация и автоматизация при решении задач
пожарной безопасности
30. Организация связи при обеспечении пожарной безопасности городов
и населенных пунктов
Примечание: в учебном пособии [1] рассмотрены основные разделы
дисциплины «Автоматизированные системы управления и связь». При выполнении студентом реферативной части курсовой работы требуется самосто ятельное и более глубокое изучение теории по индивидуальному заданию.
2.2. Задания на расчетную часть курсовой работы
В табл. 1 приведены исходные данные для индивидуальных расчетов по
теме "Расчёт основных характеристик системы связи".
6
200
Параметр рельефа местности ∆h, м
5
150
19
6
9
4
160
20
9
10
7
0,4
1,2
6
0,5
5
0,2
4
0,1
Максимальная нагрузка на диспетчера за смену Умакс, ч
Допустимая вероятность потери вызова по линиям «01» Рп
1,6
1,7
1,2
1,1
1,3
Для всех вариантов: Рп = 0,001
1,5
1,4
Для всех вариантов: дежурство круглосуточное
1,4
1,5
1,3
5
0,4
Время занятости диспетчера обработкой вызова Табс, мин
4
0,3
0,17 0,26 0,31 0,19 0,16 0,22 0,28 0,14 0,15 0,21
3
0,2
Непроизводительные затраты времени Tн, мин
6
0,1
0,35 0,44 0,59 0,86 0,77 0,92 1,04 0,61 0,55 0,43
5
0,5
Среднее время разговора в радиосети Tпер, мин
3
0,4
4
0,6
0,9
Число абонентов в радиосети N
0,5
1,3
0,3
0,7
1,1
Интенсивность потока вызовов по радиоканалу р, выз./мин
0,6
0,9
0,56 0,67 0,73 0,84 0,91 0,64 0,93 0,59 0,72 0,83
0,7
1,2
Коэффициент готовности аппаратуры Кг
0,8
1,1
0,4
0,9
0,8
Коэффициент занятости диспетчера Кд
0,6
0,9
0,79 0,87 0,81 0,74 0,71 0,77 0,79 0,81 0,81 0,75
7
140
18
4
8
Вероятность безотказной работы резервного канала связи Р2
6
180
17
8
7
0,83 0,88 0,86 0,74 0,91 0,89 0,82 0,92 0,85 0,94
5
150
14
9
6
Вероятность безотказной работы основного канала связи Р1
4
160
12
10
5
0,8
3
170
13
7
4
Среднее время разговора по линии «01» Тп, мин
5
180
15
9
3
0,28 0,31 0,22 0,19 0,17 0,24 0,25 0,15 0,12 0,11
4
190
20
8
2
Варианты заданий
Интенсивность потока вызовов п, выз./мин
6
16
Максимальное удаление ПЧ от ЦДП d, км
Превышение уровня мешающего сигнала ∆Едоп, дБ
11
1
Число пожарных частей в гарнизоне Nпч
Параметры
Исходные данные для расчётов
Таблица 1
150
Параметр рельефа местности ∆h, м
5
160
18
10
19
4
150
17
7
20
8
0,7
0,8
4
0,7
7
0,5
6
0,7
Максимальная нагрузка на диспетчера за смену Умакс, ч
Допустимая вероятность потери вызова по линиям «01» Рп
1,4
1,5
1,6
1,7
1,5
Для всех вариантов: Рп = 0,001
1,3
1,4
Для всех вариантов: дежурство круглосуточное
1,2
1,1
1,1
7
0,4
Время занятости диспетчера обработкой вызова Табс, мин
6
0,6
0,11 0,12 0,09 0,08 0,14 0,19 0,16 0,15 0,05 0,09
5
0,3
Непроизводительные затраты времени Tн, мин
7
0,5
0,23 0,29 0,16 0,18 0,21 0,14 0,11 0,24 0,17 0,22
6
0,4
Среднее время разговора в радиосети Tпер, мин
5
0,3
4
0,8
1,3
Число абонентов в радиосети N
0,7
0,9
0,2
0,6
1,4
Интенсивность потока вызовов по радиоканалу  р, выз./мин
0,5
1,3
0,55 0,59 0,63 0,67 0,84 0,81 0,76 0,79 0,94 0,65
0,4
1,2
Коэффициент готовности аппаратуры Кг
0,8
1,1
0,5
0,7
0,9
Коэффициент занятости диспетчера Кд
0,6
0,8
0,81 0,76 0,69 0,83 0,71 0,72 0,65 0,53 0,84 0,77
5
200
13
11
18
Вероятность безотказной работы резервного канала связи Р2
4
140
20
9
17
0,86 0,79 0,69 0,88 0,73 0,91 0,85 0,93 0,87 0,92
3
130
15
3
16
Вероятность безотказной работы основного канала связи Р1
7
190
14
4
15
0,9
6
180
19
5
14
Среднее время разговора по линии «01» Тп, мин
5
170
16
7
13
0,27 0,31 0,44 0,59 0,63 0,22 0,39 0,84 0,55 0,61
4
160
17
6
12
Варианты заданий
Интенсивность потока вызовов  п, выз./мин
3
18
Максимальное удаление ПЧ от ЦДП d, км
Превышение уровня мешающего сигнала ∆Едоп, дБ
8
11
Число пожарных частей в гарнизоне Nпч
Параметры
Продолжение табл. 1.
0,88 0,91 0,79 0,93 0,95 0,85 0,89 0,92 0,93 0,82
0,81 0,79 0,79 0,84 0,81 0,81 0,82 0,91 0,87 0,81
Вероятность безотказной работы основного канала связи Р1
Вероятность безотказной работы резервного канала связи Р2
9
0,7
1,3
5
0,4
6
0,2
4
0,4
Максимальная нагрузка на диспетчера за смену Умакс, ч
Допустимая вероятность потери вызова по линиям «01» Рп
1,8
1,7
1,9
2,2
1,6
Для всех вариантов: Рп = 0,001
2,1
1,8
Для всех вариантов: дежурство круглосуточное
1,9
1,8
1,6
5
0,1
Время занятости диспетчера обработкой вызова Табс, мин
3
0,2
0,31 0,17 0,25 0,26 0,19 0,26 0,22 0,19 0,24 0,18
4
0,3
Непроизводительные затраты времени Tн, мин
4
0,4
0,89 1,21 0,78 0,93 0,84 0,99 1,05 0,93 0,96 1,11
5
0,1
Среднее время разговора в радиосети Tпер, мин
6
0,2
3
0,9
0,9
Число абонентов в радиосети N
0,6
0,7
0,3
0,8
1,2
Интенсивность потока вызовов по радиоканалу  р, выз./мин
0,6
1,1
10
0,78 0,91 0,86 0,88 0,67 0,73 0,85 0,81 0,78 0,93
0,5
0,9
8
Коэффициент готовности аппаратуры Кг
0,9
1,3
7
130
0,6
0,8
1,2
6
110
Коэффициент занятости диспетчера Кд
0,7
1,1
9
160
12
0,9
7
110
16
Среднее время разговора по линии «01» Тп, мин
8
70
14
7
30
0,26 0,22 0,46 0,47 0,35 0,53 0,14 0,37 0,41 0,31
5
170
17
8
29
Интенсивность потока вызовов  п, выз./мин
6
100
19
7
28
10
90
14
5
27
Превышение уровня мешающего сигнала ∆Едоп, дБ
140
16
8
26
70
19
9
25
Параметр рельефа местности ∆h, м
20
7
24
16
5
23
Максимальное удаление ПЧ от ЦДП d, км
8
22
9
21
Варианты заданий
Число пожарных частей в гарнизоне N пч
Параметры
Окончание табл. 1.
3. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РЕФЕРАТИВНОЙ ЧАСТИ
Тема: требования к локальным системам оповещения в районах размещения потенциально-опасных объектов
3.1. Требования к системам оповещения
Системы централизованного оповещения (СЦО) являются частью системы
управления Российской системы по предупреждению и ликвидации чрезвычайных
ситуаций (РСЧС), которые должны обеспечивать доведение сигналов и информации оповещения до населения, органов управления и сил РСЧС, а также возможность их ретрансляции при комплексном использовании различных каналов связи
(проводных, радиорелейных, космических, радио-, телевидения) и аппаратуры автоматизированного оповещения.
Системы оповещения являются составной частью системы управления
гражданской обороны (ГО) и представляют собой организационно-техническое
объединение сил и специально - технических средств оповещения, сетей вещания,
каналов сетей связи общего пользования и ведомственных сетей связи.
Основными требованиями, предъявляемыми к системам оповещения ГО, являются: своевременность, достоверность, устойчивость, готовность системы оповещения, надежность.
Своевременность - способность системы оповещения обеспечивать передачу, доставку сообщений и сигналов в заданные сроки.
Показателем оценки своевременности передачи сообщений является сравнение времени прохождения в системе оповещения Т со с регламентированным временем Т зад: Т со ≤Т зад.
При автоматическом способе передачи время прохождения сигналов на
направлении оповещения не должно превышать:
в системе не более 80с с вероятностью 0,95;
в федеральном звене не более 30с с вероятностью 0,95;
в региональном звене не более 30с с вероятностью 0,95;
в территориальном звене не более 12с с вероятностью 0,95;
в местном звене не более 8с с вероятностью 0,95.
При автоматизированном способе передачи информации допустимое время
на прием, обработку и передачу сигналов оповещения и управления не должно
превышать 60с с вероятностью 0,95 в каждом звене оповещения.
Достоверность - способность системы связи обеспечивать воспроизведение
передаваемых сообщений и сигналов в пунктах приема с заданной точностью.
Требования по достоверности
Вероятность ошибки при приеме сигналов на направлении оповещения не
должна превышать:
в системе – 10-3;
в федеральном звене – 10-6 в региональном звене – 10-5;
в территориальном звене – 10-4 .
Разборчивость слов при передаче информации должна быть не менее 93% в
каждом звене оповещения.
Устойчивость - способность системы оповещения обеспечивать передачу
сообщений и сигналов в подчиненные органы управления силы ГО при всех воздействующих факторах.
10
Готовность системы оповещения - состояние системы оповещения, характеризующее степень ее способности немедленно приступить к пере- даче сигналов
и информации оповещения силами ГО в любой обстановке.
Коэффициент готовности (вероятность работоспособного состояния системы) направления оповещения в системе в целом должен быть не менее 0,994.
Коэффициент готовности в звеньях РСЧС должен быть не менее: в федеральном звене - 0,99999;
в региональном звене - 0,9999;
в территориальном звене - 0,999; в местном звене - 0,995.
Надежность - свойство системы оповещения выполнять заданные функции
сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение промежутка времени или требуемой наработки.
При проектировании системы оповещения на основании этих требований
задаются параметры в технические условия для проектирования и строительства, а
также определяется структура построения.
3.2. Структура систем оповещения
Системы оповещения РСЧС подразделяются на федеральную, региональную, территориальную и местные системы оповещения.
Федеральная система оповещения ГО обеспечивает доведение распоряжений
о проведении мероприятий ГО, сигналов и информации оповещения от федерального органа исполнительной власти, специально уполномоченного на решение задач в
области гражданской обороны (Министерство Российской Федерации по делам
гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, далее МЧС России), до его подчиненных – территориальных органов (региональных центров по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, далее - региональных центров), федеральных служб ГО, сил ГО центрального подчинения, руководящего состава МЧС России, а также о введении степеней готовности гражданской обороны
до органов, осуществляющих управление гражданской обороной на территориях
субъектов Российской Федерации (далее - органы управления ГОЧС), и до проживающего на территориях субъектов Российской Федерации населения.
Автоматизированные системы централизованного оповещения ГО предназначены для максимального сокращения времени на передачу сигналов оповещения и обеспечивают:
доведение до региональных центров, органов управления ГОЧС, сил гражданской обороны сигналов (распоряжений) о введении установленных степеней
готовности;
населения с городских и загородных запасных пунктов управления. циркулярное оповещение должностных лиц ГО по служебным и квартирным телефонам
сети связи общего пользования и ведомственных сетей связи;
подачу универсального сигнала «Внимание всем!» (мирное время); подачу
сигнала «Воздушная тревога» с помощью электросирен (военное время);
переключение узлов, проводного радио- и телевизионного вещания для передачи сигналов оповещения речевых сообщений и информирования.
Проверка работоспособности систем оповещения
В целях поддержания аппаратуры оповещения и дистанционного управления автоматизированных систем централизованного оповещения ГО всех уровней
11
управления в постоянной готовности решениями соответствующих начальников
гражданской обороны проводятся периодические технические проверки их готовности к задействованию путем передачи сигналов и речевого сообщения «Техническая проверка» с последующей записью результатов проверки в эксплуатационную документацию.
Технические проверки готовности аппаратуры оповещения и дистанционного управления автоматизированных систем централизованного оповещения ГО
бывают ежедневными, еженедельными и ежемесячными. Периодичность проведения технических проверок определяется по рекомендациям МЧС России соответствующим органом, осуществляющим управление гражданской обороной.
Перед проведением указанных проверок технического состояния на данной
территории проводится комплекс организационно-технических мероприятий:
- в местной печати, по радио, телевидению, информации о предстоящей
проверке системы централизованного оповещения с включением электросирен для
подачи сигнала «Внимание всем» с последующей передачей речевых сообщений
о технической проверке по программам проводного радиовещания и звукового
сопровождения телевизионных каналов;
- уточняются тексты речевых сообщений и порядок их передачи по каналам радио и телевидения;
- проводятся занятия с персоналом, осуществляющим эксплуатационнотехническое обслуживание систем оповещения, на котором уточняются вопросы
по порядку запуска систем оповещения, докладам по порядку запуска систем оповещения, докладам о прохождении сигналов, исключения ложного запуска систем
оповещения;
организуются инструкторско-методические занятия с оперативнодежурными сменами ГО, участвующими в проведении комплексной проверке.
3.3. Технические средства оповещения
Одним из способов поддержания высокой готовности сил и средств гражданской обороны является создание различных систем оповещения, основой которых являются технические средства оповещения.
К техническим средствам оповещения, используемым в системах оповещения, относятся:
- устройства, обеспечивающие передачу (подачу) условных сигналов или
речевых сообщений населению (электрические сирены, радио и телеприемники,
радиотрансляционные точки, уличные громкоговорители);
- устройства, через которые доводится информация (условные сигналы) до
должностных лиц РСЧС - это служебные, квартирные телефоны, сотовые телефоны, пейджеры;
- комплексы специально разработанной для использования в системах оповещения ГО аппаратуры, обеспечивающей автоматизированную передачу органам
управления и силам ГО условных сигналов, распоряжений и речевых сообщений, а
также централизованное дистанционное включение технических средств оповещения и должностных лиц ГО.
Основным средством доведения до населения основного сигнала оповещения «Внимание всем!» являются электрические сирены. Они устанавливаются в
городах и населенных пунктах на крышах высоких зданий, чтобы обеспечить, по
12
возможности, сплошное звукопокрытие населенных пунктов.
Электросирены типа С-40 обеспечивают эффективную площадь звукопокрытия в городе с высокоэтажной застройкой порядка 0.3 - 0.7 кв. км.
Сети электросирен, созданные на определенной территории, управляется
централизованно из одного пункта. При этом должна предусматриваться возможность и децентрализованного управления каждой электросиреной непосредственно из места ее установки, а также обеспечение гарантированным электропитанием.
Другим эффективным средством оповещения населения, находящегося вне
домов, являются уличные громкоговорители (УГГ).
Применение УГГ в целях оповещения населения более универсально: с помощью сетей уличных громкоговорителей можно транслировать и звук электросирен и осуществлять затем передачу речевых информационных сообщений.
УГГ устанавливаются в местах наибольшего скопления людей (площади и
оживленные улицы, объекты транспорта и торговли, промышленные предприятия,
учебные заведения). УГГ подключаются к специальным линиям радиотрансляционной сети населенного пункта. Включение УГГ для передачи речевых сообщений
осуществляется дистанционно через специальные устройства, размещенные на.
радиотрансляционном узле.
Оповещение населения, находящегося в домах, в основном базируется на
использовании бытовых приемных устройств (телевизоров, радиоприемников и
абонентских радиоточек с абонентскими устройствами).
Для оповещения и информирования населения в ЧС должны использоваться
все виды вещания (проводное, радио- и телевещание) путем пере- хвата программ
вещания, подаваемых на УПВ, радиовещательные станции и передатчики звукового сопровождения телевещания. Перехват программ вещания осуществляется оперативной дежурной службой органов, осуществляющих управление гражданской
обороной с помощью специальной аппаратуры на время до 5 минут.
Для оповещения населения используются коммерческие сети проводного,
радио- и телевещания. С этой целью в лицензиях, выдаваемых частным коммерческим студиям телевидения Госкомсвязи России на использование технических
средств вещания и Федеральной службой России по телевидению и радиовещанию
на осуществление теле- или радиовещания на территории РФ, отражаются способы и порядок передачи населению экстренных сообщений о возникновении ЧС.
Аппаратура «Ключ» обеспечивает одностороннюю передачу звуковых сигналов абонентам радиотрансляционной сети, у которых устанавливаются специальные
вызывные приборы. Эти приборы обеспечивают выделение из программы вещания
условных звуковых сигналов, каждый из которых представляет собой чередование
«точек» и «тире» в различной комбинации, общей длительностью 30 секунд.
Для оповещения руководящего состава ГО, находящегося вне служебных помещений, в том числе в движении, необходимо использовать системы пейджинговой связи (системы персонального радиовызова). Передача сообщений осуществляется на индивидуальные малогабаритные радио приемники (пейджеры). В настоящее время во многих городах действуют системы пейджинговой связи различных
организаций. При выборе конкретной системы для целей оповещения следует учитывать площадь зоны обслуживания системы, устойчивость и надежность приема в
зоне обслуживания, оперативность выхода на диспетчера системы, гарантию конфиденциальности передаваемой информации.
13
Орган, осуществляющий управление гражданской обороной, при необходимости может создать свою собственную систему пейджинговой связи.
Основным средством автоматизации процессов оповещения являются комплексы специальной аппаратуры оповещения П-160, которая используется в федеральной, региональных и территориальных системах оповещения ГО.
В некоторых субъектах РФ функционируют системы оповещения, по- строенные на базе специальной аппаратуры оповещения 60-х годов выпуска типа 5Ф88
и АДУ-ЦВ, которые по своим возможностям значительно уступают комплексам
П-160 и П-164.
СЦО, построенные на базе устаревшей аппаратуры 5Ф88 и АДУ-ЦВ, подлежат модернизации и должны включаться в план совершенствования (реконструкции) систем оповещения ГО.
Аппаратура П-160 предназначена для доведения условных сигналов и речевых
сообщений до органов управления ГОЧС (по линии оперативных дежурных служб).
Основное назначение аппаратуры П-164 - автоматизация дистанционного
управления техническими средствами оповещения населения и должностных лиц
РСЧС.
Передача условных сигналов и речевых сообщений комплексом аппаратуры
П-160 обеспечивается по проводным, спутниковым и радиорелейным каналам общегосударственной сети связи. Передача команд оповещения от комплекса аппаратуры П-164 обеспечивается по каналам (линиям) сетей местной телефонной связи. Для доведения условных сигналов до органов управления ГОЧС субъектов РФ
по трактат радиовещания используется комплекс аппаратуры Р-413.
В составе комплексов специальной аппаратуры оповещения выделяются командные устройства, формирующие условные сигналы и команды управления
техническими средствами оповещения для последующей передачи их по каналам
связи, оконечные устройства, принимающие и воспроизводящие сигналы и команды, и вспомогательные устройства, обеспечивающие сопряжение специальной аппаратуры оповещения с каналами связи.
Командные устройства устанавливаются на рабочих местах должностных
лиц оперативно-дежурной службы органов, осуществляющих управление гражданской обороной и СЦО. Оконечные устройства размещаются у потребителей
информации оповещения, а также ив местах установки исполнительных устройств
технических средств оповещения населения и должностных лиц.
Вспомогательные устройства устанавливаются на узлах связи пунктов органов управления ГОЧС и на объектах связи и вещания Госкомсвязи России.
Для повышения оперативности действий должностных лиц оперативной дежурной службы органов, осуществляющих управление гражданской обороной, в
процессе оповещения в системах оповещения используется вспомогательная аппаратура типа П-157, П-159, П-162.
Средства оповещения должностных лиц
В качестве средств оповещения должностных лиц используются: стойки
циркулярного вызова (СЦВ-30/50, П-164-Ц);
аппаратура АСО;
пейджеры; аппаратура «Ключ».
14
3.4. Технические средства оповещения населения в районах размещения
потенциально-опасных объектов
В качестве средств оповещения населения используются:
- электрические сирены;
- уличные громкоговорители;
- радиотрансляционные узлы;
- радиовещательные станции и передатчики звукового сопровождения телевещания;
- вспомогательные средства.
Электрические сирены
Являются основным средством доведения предупреждающего сигнала
«Внимание всем!» для привлечения внимания населения.
Сеть электросиренного оповещения (ЭСО) является оконечным звеном общей системы оповещения, обеспечивающим доведение сигналов тревоги до населения, находящегося в пределах территории населенного пункта. Сеть ЭСО предусматривается в населенных пунктах с населением более 500 человек.
Сеть ЭСО строится по принципу звукопокрытия жилой и промышленной зон
городов специальными звуковыми сигналами с уровнем, превышающим на 5дБ
усредненное значение стабильных шумов на данной территории. Благодаря широкому изменению спектра излучаемых частот и специфическому тембру сирен их
звук резко выделяется из общего уровня шумов и слышен на значительном расстоянии.
В сети ЭСО используются сирены наружной установки С-43 (4,5 кВт), С-40
(30-кВт) и С-34 (1,7 кВт), а также цеховые сирены типа С-28 (0,1 кВт).
Сирены С-43 и С-34 сняты с производства, но еще используются в реальных
системах оповещения. Сирены С-28 устанавливаются в шумных цехах предприятий,
а также на химически опасных объектах, в зонах АЭС, в зоне катастрофического затопления и т.д.
Уличные громкоговорители
Другим эффективным средством оповещения людей вне дома являются сети
уличных громкоговорителей, которые выступают в качестве непременного компонента практически всех радиотрансляционных сетей городов и населенных пунктов и являются важным элементом систем оповещения населения.
Уличные громкоговорители устанавливаются в местах наибольшего скопления
людей (оживленные улицы, торговые места, площади, остановки транспорта).
Радиотрансляционные сети (сети проводного вещания) обеспечивают доведение информации по проводам до квартирных радиоточек (громкоговорителей) и
уличных громкоговорителей.
В крупных заводах эти сети строятся по трехзвенной схеме с использованием ряда промежуточных усилительных станций (опорно-усилительные станции) и
трансформаторных подстанций, где, в частности, может размещаться и аппаратура
для включения фидеров уличной звукофикации, на которые подключаются уличные громкоговорители.
Организация специальных фидеров звукофикации считается наиболее экономичным и эффективным способом построения сетей уличной звукофикации.
15
Эти фидеры подключаются к трансформаторным подстанциям (ТП), созданным на радиотрансляционной сети городов. В большинстве случаев в эти фидеры
поступает звуковое напряжение 240 В.
В составе ТП имеется специальный штатив, на который подключается 10 распределительных фидеров, по которым поступает программа вещания, и 2 фидера
уличной звукофикации (ФУЗ). На один ФУЗ длиной 1 км подключается порядка 10
уличных громкоговорителей (УГГ). Таким образом, от одной ТП можно проложить
два ФУЗ, т.е. охватить сетью УГГ не более двух улиц, что бывает явно не достаточно. Поэтому УГГ устанавливаются и на распределительных фидерах. На один распределительный фидер можно установить 6-8 УГГ.
Для дистанционного управления УГГ возле них устанавливаются исполнительные элементы аппаратуры включения УГГ типа АВУД-4И (старого парка) или
АВУГ-И (нового парка), технические характеристики при- ведены в табл. 2. Один
исполнительный элемент рассчитан на подключение до двух УГ мощностью 50 Вт
каждый. Для подключения одного ФУЗ на ТП достаточно установить одно исполнительное устройство. Управление исполнительными элементами осуществляется
от командного блока, устанавливаемого на центральной станции проводного вещания (ЦСПВ), которую часто называют радиотрансляционным узлом или узлом проводного вещания. На этом узле дежурит обслуживающий персонал, установлена
усилительная и контрольная аппаратура.
Таблица 2
Технические характеристики исполнительных устройств аппаратуры
управления уличными громкоговорителями
Наименование показателя единица измерения
Длительность посылки управляющих сигналов, с.
Суммарная мощность подключаемых громкоговорителей на
одно устройство, Вт
Минимальное амплитудное значение на входе согласующего
трансформатора, В: для команды «Включено»
Для команды «Выключено» (команды поступают от команд- ного устройства АВУД-4К)
Средняя частота ложных срабатываний, одно на один час, не более
Средняя наработка на отказ, час
Средний срок службы, лет
Габариты устройства, мм
Масса, кг
Значение показателя для
исполнительных устройств
АВУД-4И
АВУГ-И
1,3±0,2
4-5
100
100
169
80
169
45
10-5
10-8
116х170х334
7,5
100000
10
188х160х145
2,2
Программа (программы) вещания может поступать от различных источников (междугородной телефонной станции, местной студии вещания, по радиоприемнику, от местного органа управления по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям), а также может передаваться непосредственно из узла проводного вещания в записи.
С помощью командного блока формируются управляющие сигналы (команды) «Включено» и «Выключено», которые передаются по проводам распределительной сети на исполнительные устройства. При подаче включающей посылки
16
исполнительные устройства подключают - уличные громкоговорители к распределительным фидерным линиям и осуществляется передача выбранной программы
вещания.
Один громкоговоритель в условиях города, при установке на уровне второго
этажа (наиболее типичный вариант установки) обеспечивает надежное доведение
информации в пределах до 40-50 м вдоль улицы.
В отличие от электросирен применение уличных громкоговорителей в целях
оповещения более универсально. С помощью электросирен можно передать лишь
условный сигнал тревоги, а с помощью сетей уличных громкоговорителей можно
транслировать и звук электросирен и осуществлять затем передачу речевых информационных сообщений. Но это не значит, что сети уличной звукофикации способны заменить сети электросирен. Эффективная площадь озвучивания одного
громкоговорителя в 1000 раз меньше площади озвучивания от одной сирены.
К сожалению, эксплуатация радиотрансляционных сетей выявила недостаточную надежность исполнительных устройств аппаратуры управления уличными
громкоговорителями старого парка (типа АВУД). В последнее время были разработаны новые более надежные исполнительные устройства типа АВУГ.
В системах уличной звукофикации наибольшее применение находят уличные громкоговорители небольшой мощности от 15 до 25 Вт. Это требует установки большого количества громкоговорителей.
В составе системы СГС-22 разработан мощный громкоговоритель (100Вт),
который вместе с аппаратурой включения уличных громкоговорителей, также разработанной в данной системе, может явиться основой при создании сетей уличной
звукофикации в составе ЛСО.
Телевизионные системы оповещения
Телевизионные системы циркулярной передачи информации давно и широко используются многими европейскими государствами.
Наглядным примером телевизионной системы оповещения в Российской
Федерации является система «ТВ-Информ - связь». Эта система организована в
1992 году главным центром радиовещания и телевидения Минсвязи РФ, главным
центром управления международными связями и телевидением и телевизионным
техническим центром компании «Останкино».
Система «ТВ-Информ» основана на использовании свободных строк кадровой развертки телевизионного изображения. Она может иметь международный,
федеральный и региональный уровень.
«ТВ-Информ» передает любые виды информации, хранящиеся в памяти
ЭВМ. Скорость передачи информации составляет 4800 бит/с.
Вероятность ошибки при передаче информации не превышает 0,0000001.
Служебное сообщение может быть адресовано учреждению, группе абонентов или
персонально одному абоненту (должностному лицу). Для защиты от несанкционированного приема информации предусмотрены технические меры защиты. При
необходимости может применяться и криптографическая защита, совместимая с
аппаратно-программным комплексом «ТВ-Информ».
В настоящее время разработано следующее поколение системы «ТВ - Информ», позволяющее увеличить пропускную способность каналов, использовать
17
унифицированные устройства для приема информации, распространяемой как по
федеральным, так и местным сетям.
Система действует в ряде посольств РФ за рубежом. Опытные сети циркулярной информации созданы в ряде министерств и ведомств Российской Федерации, в частности в МИД, МВД, Государственном таможенном комитете.
Предполагается создать сеть циркулярной передачи информации на основе
системы «ТВ-Информ» и для МЧС РФ. Комплекс технических средств сети «ТВИнформ-МЧС» предназначен для доведения сигналов оповещения и информации
в составе телевизионного сигнала и может быть использован и Центром управления в кризисных ситуациях МЧС России, и региональными центрами по делам
гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий.
Практическая целесообразность создания «ТВ-Информ-МЧС» основывается
на возможности приема сигнала первого канала телевидения почти на всей территории Российской Федерации и стран СНГ.
В структурный состав системы «ТВ-Информ-МЧС» входят: центр подготовки и передачи информации (ЦП и ПИ) «ТВ-Информ-МЧС»; телевизионные передающие центры (Тв.ПРЦ) федерального, республиканского, областного, городского значения; телевизионные каналы передачи информации, в том числе: кабельные, радиорелейные, космические; набор абонентских приемных пунктов (АПП).
Центр подготовки и передачи информации включает следующее оборудование: два компьютера типа IBM PC AT 386; модем ZyXeL; приемное устройство
«ТВ-Информ-M1»; два устройства криптозащиты типа «Криптон-3».
Основные тактико-технические характеристики комплекта технических
средств центра подготовки и передачи информации: техническая скорость передачи и приема информации составляет не более 300 бод; чувствительность приемного устройства в метровом диапазоне равна 600мкВ, в дециметровом диапазоне 1,2мВ; масса приемного устройства - не более 7 кг; мощность, потребляемая приемным устройством от сети переменного тока не более 60Вт.
Комплект технических средств центра подготовки и передачи информации
«ТВ-Информ-МЧС» предназначен для эксплуатации при температуре окружающей
среды от +5° до 40 °С и относительной влажности воздуха не более 80%.
Абонентские приемные пункты «ТВ-Информ-МЧС» включают следующее
оборудование: компьютер типа IBM PC AT 386; приемное устройство «ТВИНФОРМ-М1»; устройство криптозащиты типа «Криптон-3»; станция космического телевидения «Экран», «Москва».
Основные тактико-технические характеристики комплекта технических
средств абонентского приемного пункта: скорость приема информации составляет
не более 300 бод; чувствительность приемного устройства в метровом диапазоне
не менее 600мкВ, в дециметровом диапазоне - не менее 1,2мВ; масса приемного
устройства - не более 7 кг; мощность, потребляемая приемным устройством от сети перемен- ного тока напряжением 220 + 10% В и частотой 50 + 2,5% Гц составляет не более 60 Вт.
18
Комплект технических средств абонентского приемного пункта дол- жен
эксплуатироваться в условиях при температуре окружающей среды от +5° до +40°
С и относительной влажности воздуха не более 80%.
Абонентский приемник предназначен для приема и дешифрования цифровой информации, передаваемой системой «ТВ-Информ» совместно с изображением по телевизионному каналу. Принятая информация передается с приемника на
ПЭВМ, соединенную с принтером.
Основным недостатком рассмотренной системы оповещения является то,
что комплекты технических средств центра подготовки и передачи информации, а
также абонентских пунктов размещены (смонтированы) стационарно.
Поэтому такая система не в полной мере удовлетворяет всем требованиям,
предъявляемым к оперативным системам оповещения.
Недостатком также можно считать и комнатные (тепличные) условия эксплуатации комплекта технических средств системы «ТВ-Информ-МЧС».
Системы персонального радиовызова и тревожной сигнализации
Системы персонального радиовызова (СПР) предназначены для оперативного управления сотрудниками отдельных служб и организаций в пределах дальности их действия. Дальность действия СПР определяется мощностью радиопередающего устройства, высотой подъема антенны над земной поверхностью и рельефной местностью и может охватывать значительные территории. Структурная схема СПР состоит из диспетчерского пункта СПР, с радиопередающим устройством
и набора малогабаритных абонентских радиоприемников.
Объектовая система централизованного оповещения
Объектовая система оповещения организационно входит в СЦО города
(района), она предназначена для оповещения по сигналам ГО руководящего состава, рабочих и служащих объекта экономики.
Система централизованного оповещения объекта экономики строится на базе
городской телефонной сети связи объекта, сети проводного вещания объекта с использованием специальных комплексов аппаратуры П- 164, АСО-8, АДУ-ЦВ, СГ-22.
В качестве средств оповещения на объекте используются:
- электрические сирены, уличные и комнатные громкоговорители.
СЦО объекта должны обеспечивать;
- подачу сигнала «Внимание всем!» электросиренами или излучателями
СГ-22 на территории всего объекта;
- передачу информации об угрозе или возникновении чрезвычайной ситуации по радиоретрансляционной сети объекта;
- циркулярное оповещение руководящего состава объекта через служебные
телефоны; обеспечивать ретрансляцию сигналов с верхнего звена управления ГО
(города, района). Система оповещения объекта организационно должна входить в
СЦО города (района) и предусматривать как местный ее запуск с пункта управления объекта, так и централизованное включение в системе оповещения города
(района).
- дежурный диспетчер объекта экономики;
- автоматизированные рабочие места дежурного диспетчера на объекте и
на ЗПЧ, оборудованные средствами связи и оповещения;
- средства связи (пульт дежурного диспетчера, телефоны АТС, внутренней
19
связи объекта);
- аппаратура оповещения АСО, СГ-22, П-164;
- радиотрансляционная установка;
- средства оповещения рабочих и служащих объекта (электросирены, громкоговорители, радиотрансляционные точки);
- средства оповещения руководящего состава объекта (служебные телефоны, пейджеры).
Управление СЦО объекта осуществляется с пультов управления расположенных на основном и запасном пунктах управления объекта.
На потенциально опасных объектах экономики вместо СЦО объекта создаются локальные системы оповещения.
Принципы построения локальных систем оповещения
Локальная система оповещения (ЛСО) создается в районах размещения потенциально опасных объектов и предназначена для доведения информации о возникновении ЧС в результате аварии на потенциально опасном объекте до рабочих,
служащих этого объекта, рабочих и служащих других объектов, предприятий,
учреждений и населения, находящегося в пределах зоны действия ЛСО, а также
органов управления ГО и ЧС субъектов РФ и местного самоуправления, на территории которых размещен потенциально опасный объект. Зона действия ЛСО определяется при проектировании.
ЛСО представляет собой организационно-техническое объединение дежурных, технических средств оповещения, а также каналов (линий) связи, обеспечивающих передачу сигналов «Внимание Всем!» и информации об угрозе и возникновении чрезвычайной ситуации в районе ЛСО. Локальные системы оповещения
(ЛСО) обеспечивают доведение до населения, рабочих и служащих объектов экономики, хозяйства, органов управления сигналов «Внимание всем!» и информации
об угрозе радиоактивного загрязнения, химического заражения и катастрофического затопления, а также информирование о развитии событий и рекомендаций по
дальнейшим действиям при авариях.
При авариях, прогнозируемые последствия которых не выходят за пределы
потенциально опасного объекта, оповещаются:
- рабочие и служащие объекта;
- дежурные смены аварийных служб;
- руководство объекта;
- оперативный дежурный территориального управления (отдела) по делам
ГО и ЧС.
При авариях, прогнозируемые последствия которых выходят за пределы потенциально опасного объекта, дополнительно оповещаются: руководители, рабочие и служащие предприятий, организаций, учреждений (в первую очередь детских) и население, находящиеся в границе ЛСО.
Вывод: в рамках реферативной части курсовой работы по теме "Требования к локальным системам оповещения в районах размещения потенциальноопасных объектов" рассмотрена и изучена следующая информация: требования
к системам оповещения; структура систем оповещения; технические средства оповещения; технические средства оповещения населения в районах размещения потенциально-опасных объектов.
20
4. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
4.1. Задание

















гарнизон имеет центральный диспетчерский пункт (ЦДП) и Nпч = 3
пожарные части;
число абонентов в радиосети N = 4;
максимальное удаление ПСЧ от ЦДП d = 24 км;
параметр рельефа местности Δh = 170 м;
превышение допустимого уровня мешающего сигнала ΔЕдоп = 3дБ;
интенсивность вызовов в сети связи по линиям "01",λп = 0,1 выз./мин;
среднее время разговора в сети спецсвязи по линиям "01" Т п = 0,5 мин;
вероятность потери вызова в сети спецсвязи по линиям "01" Р п = 0,001;
вероятность безотказной работы основного канала связи Р 1 = 0,92;
вероятность безотказной работы резервного канала связи Р 2 = 0,91;
коэффициент готовности аппаратуры Кг = 0,5;
коэффициент занятости диспетчера К д = 0,5;
максимальная нагрузка за смену на одного диспетчера У 1макс = 24 часа;
среднее время разговора в радиосети Tпер = 1,2 мин;
время занятости диспетчера обработкой вызова Т абс1 = 2 мин;
интенсивность вызовов по радиолиниям, λр = 0,167 выз./мин;
непроизводительные затраты времени Tн = 0,3 мин.
4.2. Методика расчёта основных характеристик системы связи
4.2.1. Расчёт пропускной способности сети связи по линиям "01"
Оптимизация сети спецсвязи сводится к нахождению такого числа линий
связи "01" и диспетчеров, при которых обеспечиваются заданная вероятность
потери вызова и необходимая пропускная способность сети спецсвязи.
Последовательно увеличивая число линий спецсвязи с 1 до n, находим такое число линий связи, при котором вероятность отказа в обслуживании ниже
вероятности нахождения линии в свободном состоянии (выполняется условие
Ротк  Рп).
В общем виде вероятность того, что все линии связи свободны (Р 0), определяется по формуле [2]:
1
P0n 
(1)
n yk ,

k 0 k!
где k – последовательность целых чисел, k = 0, 1, 2, …, n;
y – нагрузка, создаваемая в сети спецсвязи.
Нагрузка, создаваемая в сети спецсвязи может быть представлена как:
у = ·Тп = 0,1·0,5 = 0,05.
21
Для случая, когда n = 1, вероятность того, что линия связи будет свободна:
1
1
1
P0 1  1 k 

 0,952.
y1
0, 051
y
 k! 1  1! 1  1!
k 0
В общем виде вероятность того, что все n линий связи будут заняты (т.е.
вероятность отказа в обслуживании), определяется как [2]:
Pотк n
yn

P0 n .
n!
(2)
Для случая, когда n = 1, вероятность отказа в обслуживании:
y1
0,051
Pотк1  P01 
0,952  0,476 .
1!
1!
Сравнивая полученное значение Pотк1 и заданное значение вероятность потери вызова Pп = 0,001, приходим к выводу, что условие Р отк1  Рп не соблюдается. Поэтому увеличиваем число линий связи до n = 2. При этом вероятность
того, что две линии связи будут свободны:
1
1
P02 

 0,951.
1
2
1
y y
0,05 0,052
1 
1

1! 2!
1!
2!
Вероятность отказа при этом определяется как:
y2
0,052
Pотк 2 
P02 
0,951  0,00114 .
2!
2!
Сравнивая полученное значение Р отк2 и заданное Р п приходим к выводу,
что условие Р отк2  Рп не соблюдается. Поэтому увеличиваем число линий связи до n = 3. При этом вероятность того, что три линии связи будут свободны:
1
1
P03 

 0,937 .
y1 y 2 y 3
0,051 0,052 0,053
1 

1


1! 2! 3!
1
2
6
Вероятность отказа при этом определяется как:
y3
0,05 3
Pотк3 
P03 
0,937  0,000018 .
3!
6
Сравнивая полученное значение Р отк3 и заданное значение Р п, приходим к
выводу, что при трёх линиях связи условие Ротк3  Рn соблюдается, т.е. Ротк3 =
0,000018 < Р п = 0,001. Таким образом, принимаем n = 3.
Вероятность того, что вызов будет принят на обслуживание (относительная
пропускная способность сети спецсвязи), определяется как:
Рабс = 1 – Ротк3 = 1 – 0,000018 = 0,999982.
Таким образом, в установившемся режиме в сети спецсвязи будет обслужено 99,99 % поступивших по линиям связи "01" вызовов.
22
Фактическая пропускная способность сети спецсвязи по линиям "01" с
учётом аппаратурной надёжности:
qф = Рабс · Кг = 0,999982 · 0,5 = 0,5.
Среднее число занятых линий связи определяется выражением:
n3 = y · Рабс= 0,05 · 0,999982= 0,05.
Коэффициент занятости линий связи:
К3 = n3 / n = 0,05 / 3 = 0,0167.
Среднее число свободных линий связи определяется выражением [2]:
n 1 y k ( n  k )
3 1
3 2
0,051 
0,05 2 )  0,937  2,9059.
k!
1!
2!
k 0
Коэффициент простоя линий спецсвязи:
Кп = nc / n = 2,9059 / 3 = 0,9686.
Необходимое число необходимого количества линий связи с учётом аппаратурной надёжности:
nф = n / Кг = 3 / 0,5 = 6.
Время занятости диспетчера обслуживанием одного вызова:
Табс2 = Тп + Табс1 = 0,5 + 2 = 2,5 мин = 0,04 ч,
где Тп – заданная величина времени одного «чистого» разговора диспетчера с
вызывающи абонентом;
Табс1 – время занятости диспетчера обработкой принятого вызова.
По заданной интенсивности входного потока вызовов  = 0,1 выз./мин, поступающих в сеть спецсвязи, и времени обслуживания одного вызова диспетчером Табс2 = 0,04 ч определим полную нагрузку на всех диспетчеров за смену, т.е.
за 24 ч:
yд = 24  Табс2 = 24  0,1  60  0,04 = 5,76 ч.
Фактическая нагрузка на одного диспетчера за смену с учётом коэффициента занятости диспетчера:
y1доп = КдУ1макс = 0,5  24 = 12 ч.
Определим необходимое число диспетчеров:
y
5, 76
nд  д 
 0, 48.
y1доп
12
Округляя результат, определяем: один диспетчер.
Таким образом, по результатам оптимизации сети спецсвязи определено,
что необходимо иметь 6 линий связи "01" и одного диспетчера.
nс  
P0n  (3 
4.2.2. Расчёт устойчивости системы связи
Устойчивость системы связи, состоящей из n каналов связи (например, из
одного основного и нескольких резервных), характеризуется вероятностью её
безотказной работы [4]:
n
Pn ( t )  1   (1  Pi ) ,
i1
где Pi – вероятность безотказной работы i-го канала связи;
23
(3)
t – время работы канала связи.
Устойчивость системы оперативной связи, состоящей из двух каналов связи (основного и резервного), оценивается следующей вероятностью безотказной работы при данных P1 = 0,92, P2 = 0,91:
P2 (t )  1  1  P1 1  P2   1  1  0,921  0,91  0,9928 .
4.2.3. Расчёт характеристик оперативности
и эффективности функционирования радиосвязи
Оперативность радиосвязи характеризуется вероятностью того, что информация от одного абонента к другому будет передана в течение времени, не
более заданного:
Q = P[(Tпер + Tн)  Tоп] ,
где Tпер – время «чистого» разговора по радиоканалу;
Тн – непроизводительные затраты времени;
Топ – заданная величина времени, определяющая оперативность связи (критерий оперативности).
В случае, когда надёжность и качество канала связи идеальны, оперативность
радиосвязи оценивается по формуле [3]:
Q = Р0 + Р1,
(4),
где Р0 – вероятность того, что радиоканал свободен и ожидающих нет;
Р1 – вероятность того, что радиоканал занят, но ожидающих нет.
Вероятность состояний сети радиосвязи Р 0 и Р1 рассчитываются по формулам [3]:
1
P0 
N
N!
,
(5);
( ур ) k

k 0 ( N  k )!
P1 
N  ур
,
(6);
N!
k
( ур)

(
N

k
)!
k 0
где yр – нагрузка в сети радиосвязи;
k – последовательность чисел k = 0, 1, 2, …, N.
Эффективность функционирования радиосети может быть оценена математическим ожиданием случайной величины её состояния (Е), которое является
показателем целесообразности использования радиосети для выполнения заданных функций.
В случае, когда надёжность и качество радиоканала идеальны, эффективность функционирования радиосети оценивается по следующей формуле [3]:
Tпер
Е = Р0 + Р1 + (1 – Р0 – Р1)
,
(7)
Т пер  Tн
где Тпер – время переговора в радиосети
N
24
Tн – непроизводительные затраты времени в радиосети.
Оперативность радиосвязи с учетом исходных данных, нахождения
нагрузки в радиосети и преобразования формулы 4 путем вставления формул 6
и 5 будет равна:
Q
1  4  0,2
4!
4!
4!
4!
1
(0,2)1 
(0,2) 2 
(0,2)3 
(0,2)4
(4  1)!
(4  2)!
(4  3)!
(4  4)!
 0,731 .
Эффективность функционирования радиосети с учетом исходных данных
будет равна:
Tпер
1,2
Е = Р0 + Р1 + (1 – (Р0 + Р1))
= 0,731+(1 - 0,731)
= 0,946.
1,2  0,3
Tпер  Tн
4.2.4. Определение необходимых высот подъёма антенн
стационарных радиостанций
При определении высот подъёма антенн стационарных радиостанций ЦДП
и ПСЧ, необходимых для обеспечения заданной дальности радиосвязи с самой
удалённой ПЧ, следует пользоваться графическими зависимостями напряжённости поля полезного сигнала от расстояния между антеннами для различных
значений высот подъёма антенн. Эти графические зависимости приведены в
приложении 2 (рис.1) и представляют собой медианные значения напряжённости поля, превышаемые в 50% мест и 50% времени. Графики приведены для
вертикальной поляризации антенн и условий распространения радиоволн в полосе частот 140-174 МГц [3].
Расчет проводится исходя из минимально допустимого значения напр яжённости поля с учётом влияния рельефа местности, выходной мощности передатчика, затухания антенно-фидерных трактов передатчика и приёмника, коэффициентов усиления передающей и приёмной антенн, величины превышения допустимого уровня мешающих сигналов определяется по формуле [2]:
Еср = Емин + Восл + Едп + ∆Едоп – Вм – G1 – G2.
(8)
При расчёте условий обеспечения заданной дальности радиосвязи минимальное значение напряжённости поля полезного сигнала Е мин берется равным
20 дБ (соотношение сигнал/шум определяется техническими характеристиками
радиостанций) [3].
Графики напряжённости поля приведены для среднепересечённой местности (параметр рельефа местности ∆h=50м). Среднепересечённой считается такая местность, на которой среднее колебание отметок высот не превышает 50 м.
В случае отличия рельефа местности от среднепересечённого необходимо ввести дополнительный коэффициент ослабления сигнала (Восл), значения которого для полосы частот 140-174 МГц приведены в таблице 3 [2].
В точке приема возможно действие помех (атмосферных и промышленных). При одновременной работе близко расположенных радиостанций, рабо-
25
тающих в различных радиосетях (на различных несущих частотах), возникает
проблема обеспечения их электромагнитной совместимости, т.е. проблема
обеспечения совместной работы радиостанций без взаимных мешающих влияний. Результаты экспериментальных исследований приёмопередатчиков стационарных и возимых радиостанций показали, что для обеспечения заданного качества и надёжности радиосвязи (заданного отношения сигнал/шум на выходе
низкочастотного тракта приёмника) в случае повышения допустимого уровня
мешающего сигнала требуется пропорциональное увеличение уровня полезного
сигнала на входе приёмника. Таким образом, для обеспечения радиосвязи с заданным качеством и надёжностью (при заданной в контрольной работе величине превышения допустимого уровня мешающего сигнала ∆Едоп) необходимо
минимальную величину напряжённости поля Емин увеличить на величину ∆Eдоп
(т.е. на то же число децибел). Поэтому при расчетах берется запас помехоустойчивости к внешним помехам, величина которого определяется электромагнитной обстановкой в районе, где «прокладывается» радиолиния, и, как
правило, задается в пределах от 5 до 20 дБ. В этом случае обеспечивается
устойчивая радиосвязь.
Таблица 3
Зависимость коэффициента ослабления сигнала (Восл ) от рельефа
∆h, м
Восл, дБ
∆h, м
Восл, дБ
30
-2
170
8
40
-1
190
9
50
0
210
10
70
1
230
11
90
3
250
12
110
4
290
13
120
5
330
14
140
6
360
15
150
7
500
16
Кроме того, всегда есть дополнительные потери (Едп), обусловленные целым комплексом причин, включая ослабление сигнала в соединительных разъемах, потери из-за несовпадения поляризации антенн (Епот) и т.п. Величина Епот
составляет порядка 2-5 дБ. Кроме того, при использовании внешних антенн,
подключаемых к радиооборудованию с помощью коаксиальных кабелей, необходимо знать длину кабелей (l) и величину погонного затухания (β) в них, выражаемого в дБ/м (приложение 6). Результирующее затухание в кабелях добавляется к величине Едп:
Едп = Епот + β1 l1 + β2 l2.
Вм – поправочный коэффициент, величина которого принимается равной 0
дБ в случае использования радиостанций, имеющих мощность передатчика Р пер
= 10 Вт. В случае отличия мощности излучения передающей антенны от 10 Вт
необходимо пользоваться графиком, приведённым в приложении 2 (рис. 2).
Этот график представляет собой значения поправочного коэффициента В м, дБ,
учитывающего изменение излучаемой мощности Р пер от 1 до 100 Вт в зависимости от типа применяемых радиостанций [2].
Коэффициент усиления антенн достаточно значимая величина при расчете
энергетических параметров радиолинии, т.к. имеет двойной эффект: на передаче и на приеме. Коэффициент усиления антенны показывает, насколько уровень
26
наводимого в ней сигнала превышает уровень сигнала на эталонной антенне. В
качестве эталонной антенны принимают полуволновый вибратор или изотропную антенну (полностью ненаправленная антенна, имеющая пространственную
диаграмму направленности в виде сферы). В связи с тем, что данный параметр
является относительной величиной, то производители антенного оборудования,
указывая коэффициент усиления антенны, не дают ссылку относительно какого
эталона приведены техническая характеристика. Для расчетов коэффициенты
усиления антенн принимаем равным 1,5 дБ [3].
Пример: Рассчитываем напряженность поля сигнала исходя из имеющихся
данных без учета затухания сигнала в антенно – фидерном тракте:
Еср = Емин + Восл + ∆Едоп – Вм – G1 – G2 = 20 + 8 + 3 – 0 – 1,5 – 1,5 = 28 дБ.
По заданному удалению ПЧ от ЦДП (заданной дальности радиосвязи 24
км) и расчетной величине напряженности поля сигнала с помощью графиков
осуществляется выбор необходимой кривой. Для данных условий высоты стационарных антенн должны размещаться: ЦДП h1 ≈ 13 м и удалённой ПЧ h2 ≈ 8
м ((h1 · h2) = 104 м2).
Затухание сигнала в кабеле (при β 1 = β2 = 0,08 дБ/м) составит:
Едп = β1 l1 + β2 l2 = 0,08  13 + 0,08  8 = 1,7 дБ.
Затухание сигнала в кабеле при передаче составляет около 1 дБ, что пр иводит к уменьшению мощности излучения сигнала в передающей антенне приблизительно на 2 Вт.
Повторно проводится расчет напряжённости поля полезного сигнала на
входе приёмника для новых условий:
Еср = 20 + 8 + 1,7 + 3 – 0 – 1,5 – 1,5 ≈ 30 дБ.
По заданной дальности радиосвязи и новой расчетной величине напр яженности поля сигнала с помощью графиков делается вывод, что при данных
условиях минимальная высота установки антенн составляет: для ЦДП h1 ≈ 15 м
и удалённой ПЧ h2 ≈ 10 м ((h1 · h2) =150 м2).
С помощью изложенного выше алгоритма расчёта, определяется макс имальная дальность радиосвязи между ЦДП и пожарными автомобилями. При
расчете высот установки антенн, а также дальности радиосвязи с автомобилями
следует учитывать, что высота поднятия антенн не равна длине фидерной линии.
Выводы: В результате проведения расчетов определены: (перечисляются
результаты расчетов с рекомендациями).
Заключение
В методических указаниях представлены рекомендации выполнения курсовой работы по дисциплине «Автоматизированные системы управления и
связь» с подробными примерами. Это позволяет студентам освоить теоретический материал, получить практические знания и навыки выполнения инженерных расчетов.
27
Библиографический список
1. Автоматизированные системы управления и связь: учебн. пособие /
сост: С.А. Сазонова, С.А. Колодяжный, Е.А. Сушко; Воронежский ГАСУ. - Воронеж, 2014. - 168 с.
2. Зыков, В.И., Коробков В.В., Мосягин А.Б., Нечаев Д.Ю. Методические
указания на курсовое проектирование по дисциплине «Автоматизированные
системы управления и связь» / В.И. Зыков, В.В. Коробков, А.Б. Мосягин, Д.Ю.
Нечаев. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2003. – 74с.
3. Шаровар, Ф.И. Автоматизированные системы управления и связь в пожарной охране / Ф.И. Шаровар. – М.: Радио и связь, 1987. – 304с.
4. Безопасность жизнедеятельности: учебник для бакалавров / Я.Д. Вишняков [и др.]; под общ. ред. Я.Д. Вишнякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М. Издательство Юрайт, 2013. - 543 с. - Серия: Бакалавр. Базовый курс.
5. Мастрюков, Б.С. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: учеб. для
студ. высших учеб. заведений / Б.С. Мастрюков. - 5-е изд., стер. - М.: Издательский центр "Академия", 2008. - 336 с.
6. Овсяник А. И., Седнев В. А., Лысенко И. А. и др. Организация защиты
населения и территорий от чрезвычайных ситуаций. Учебник / А. И. Овсяник,
В.А. Седнев, И.А. Лысенко и др.. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2010. – 278 с.
7. Приказ МВД России от 30.06.2000г. № 700 "Об утверждении Наставления по службе связи ГПС МВД России".
8. Приказ МЧС России от 10.09.2002г. № 428 "Об утверждении Концепции развития единых дежурно-диспетчерских служб в субъектах РФ".
9. Приказ МЧС России от 02.12.2002г. № 553 "Об утверждении плана создания единых дежурно-диспетчерских служб на базе телефонного номера
«01»".
10. Электронная библиотечная система «КнигаФонд». [Электронный р есурс]. – (http://www.knigafund.ru/).
11. Электронная библиотечная система «IT-книга». [Электронный ресурс]. – (http://www.it-kniga.com/).
12. Электронная библиотечная система «ibooks.ru». [Электронный ресурс]. – (http://ibooks.ru/).
13. Университетская библиотека он-лайн. [Электронный ресурс]. –
(http://www.biblioclub.ru/).
14. Электронно-библиотечная система IQlib.ru – электронные учебники и
учебные пособия. [Электронный ресурс]. – (http://www.iqlib.ru/).
28
Приложение 1
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра пожарной и промышленной безопасности
Курсовая работа
по дисциплине
«Автоматизированные системы управления и связь »
Вариант:
Выполнил студент_____________________________
(Ф.И.О.,
_____________________________
№ группы)
Научный руководитель:
Оценка: __________________
Роспись: _________________
Воронеж (год)
29
Приложение 2
Рис. 1. Зависимости средних значений напряженности электромагнитного поля
от расстояния для различных высот подъёма антенн над землей.
Рис. 2. Поправочный коэффициент ВМ, учитывающий отличие
мощности излучения передающей антенны от 10 Вт
30
Оглавление
Введение
1. СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
2. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
2.1. Задания на реферативную часть курсовой работы
2.2. Задания на расчетную часть курсовой работы
3. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ РЕФЕРАТИВНОЙ ЧАСТИ
3.1. Требования к системам оповещения
3.2. Структура систем оповещения
3.3. Технические средства оповещения
3.4. Технические средства оповещения населения в районах размещения потенциально-опасных объектов
4. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
4.1. Задание
4.2. Методика расчёта основных характеристик системы связи
4.2.1. Расчёт пропускной способности сети связи
по линиям "01"
4.2.2. Расчёт устойчивости системы связи
4.2.3. Расчёт характеристик оперативности
и эффективности функционирования радиосвязи
4.2.4. Определение необходимых высот подъёма антенн
стационарных радиостанций
Заключение
Библиографический список
Приложение 1
Приложение 2
31
3
4
5
5
6
10
10
11
12
15
21
21
21
21
23
24
25
27
28
29
30
РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ СВЯЗИ
Методические указания
к выполнению курсовой работы
по дисциплине «Автоматизированные системы управления и связь» для студентов, обучающихся
по специальности 20.05.01 «Пожарная безопасность»
и по направлению 20.03.01 «Техносферная безопасность»
Составители:
к.т.н., профессор Сергей Дмитриевич Николенко
к.т.н., доцент Светлана Анатольевна Сазонова
к.т.н., доцент Елена Анатольевна Сушко
Редактор Аграновская Н.Н.
Подп. в печать 16.03. 2015. Формат 60х84 1/16.
Уч.-изд. л. 2,. Усл.-печ. л. 2,1.
Бумага писчая. Тираж 75 экз. Заказ № 131.
__________________________________________
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии издательства
учебной литературы и учебно-методических пособий Воронежского ГАСУ
394006 Воронеж, ул. 20-летия Октября,84
32
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
49
Размер файла
750 Кб
Теги
233, основные, система, характеристика, расчет, связи
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа