Разработка структурной схемы и расчет основных характеристик системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны
Выбор перечня технических средств связи (факсимильной, радиосвязи). Расчет основных характеристик системы оперативной связи. Определение условий обеспечения заданной дальности радиосвязи (определение высоты подъема антенн стационарных радиостанций).
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.07.2012 |
| Размер файла | 26,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Расчетно-графическая работа № 1
Разработка структурной схемы и расчет основных характеристик системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны
Исходные данные
Nпч = 6 - количество пожарных частей в гарнизоне;
d = 8 - максимальное удаление ПЧ от ЦУС, км;
Дh = 200 - параметр рельефа местности, м;
?1 = 7 и ?2 = 3 - длины федерных трактов стационарных антенн ЦУС и ПЧ, м;
л = 0,12 - интенсивность входного потока вызовов в сети спецсвязи 01, выз/мин;
Тп = 1,4 - среднее время переговоров в сети спецсвязи 01, мин;
Рп = 0,001 - вероятность потери вызова в сети спецсвязи 01;
Р1 = 0,98 - вероятность безотказной работы основного канала связи;
Р2 = 0,85 - вероятность безотказной работы резервного канала связи;
Кг = 0,82 - коэффициент готовности аппаратуры;
Кд = 0,7 - коэффициент занятости диспетчера;
Тобс = 2 - время занятости диспетчера обработкой принятого вызова, мин;
У1 макс = 12 - максимальная нагрузка за смену на одного диспетчера, час-зан.
Задание:
1. Разработать структурную схему оперативной связи гарнизона пожарной охраны.
2. Выбрать перечень технических средств связи.
3. Рассчитать основные характеристики системы оперативной связи:
3.1 Устойчивость структуры оперативной связи, оптимизировать сеть спецсвязи по линиям 01 и рассчитать пропускную способность сети.
3.2 Рассчитать условия обеспечения заданной дальности радиосвязи (определение высоты подъема антенн стационарных радиостанций).
1. Разработка структурной схемы системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны
Структурная схема системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны (ГПО) представляет собой совокупность различных видов проводной и радиосвязи, которая предназначена для управления силами и средствами тушения пожаров и должна обеспечивать обмен служебной информацией между подразделениями гарнизона, со службами взаимодействия, абонентами городской телефонной сети.
Структурная схема оперативной связи гарнизона ПО (рисунок № 1) включает в себя связь ЦУС с пожарными частями (ПЧ), специальными службами города (ССГ), особоважными объектами (ОВО) и городской администрацией (ГА).
Для повышения надежности линии связи ЦУС и ПЧ включают в себя некоммутированные (прямые) линии связи, линии АТС полной значности, спецсвязь по линиям 01, радиосвязь и факсимильную связь.
Связь ЦУС с ССГ производится по прямым линиям связи, по линиям АТС и по линиям спецсвязи 01 через узел спецсвязи (УСС). Связь ЦУС с ОВО осуществляется по прямым линиям связи, по линиям АТС и по высокочастотным каналам, которые служат для передачи сигналов от аппаратуры автоматической пожарной сигнализации, установленной на охраняемых объектах.
ЦУС и ПЧ имеют связь по прямым линиям связи и по линиям АТС с пунктами централизованной охраны (ПЦО). Сигналы, принятые на ПЦО от систем охранно-пожарной сигнализации, передаются в ЦУС или ПЧ.
Связь на месте пожара при организации оперативного штаба пожаротушения на базе автомобиля связи и освещения (АСО) производится с помощью средств радио- и проводной связи. Для организации проводной связи используется коммутатор оперативной связи (КОС), к которому подключены телефонные аппараты с тональным вызовом для руководителя тушения пожара (РТП) и начальников боевых участков (НБУ). Для организации телефонной связи РТП с диспетчером ЦУС в коммутаторе предусмотрена возможность подключения к телефонной сети города через районную АТС (РАТС).
Для громкоговорящего оповещения на месте пожара используется усилитель мощности (УМ), к которому подключены громкоговорители на каждый боевой участок. При этом РТП с помощью выносного микрофона имеет возможность передачи циркулярного сообщения на все боевые участки.
Для организации радиосвязи руководителя тушения пожара с диспетчером ЦУС и дежурными караулами пожарных частей на автомобиле связи и освещения установлена возимая радиостанция (РВ), а в пожарных частях и на ЦУС установлены стационарные радиостанции (РС). Радиосвязь РТП с начальниками боевых участков осуществляется с помощью носимых радиостанций (РН).
2. Выбор комплекса технических средств для организации системы оперативной связи
связь радиостанция антенна дальность
2.1 Технические средства проводной связи
Для организации системы оперативной связи ГПО используем следующие технические средства:
а) мини-АТС КХ-Т 12/32 с расширенными функциональными возможностями;
б) телефонные аппараты для включения в абонентские линии станций оперативной связи и в абонентские линии АТС;
в) аппараты телеграфной связи;
г) компьютеры с телекомуникационными устройствами (модемами, сетевыми картами).
2.2 Технические средства диспетчерской оперативной связи
Диспетчерская оперативная связь предназначена для оперативного управления силами и средствами тушения пожара и обеспечивает оперативное установление избирательной и циркулярной связи между руководителем и ответственным дежурным по подразделению (диспетчером) и исполнителем. В диспетчерскую связь входят: центральный пульт, групповые пульты, оконечные абонентские устройства, подключенные к групповым пультам посредством абонентских линий. Всем требованиям, предъявляемым к качеству и надежности связи, удовлетворяет мини-АТС КХ-Т 12/32.
2.3 Технические средства радиосвязи
Для радиосвязи используем профессиональные зарубежные радиостанции фирмы Motorolla:
а) базовые (автомобильные) радиостанции - Motorolla GM-300 M43GMC09C2A;
б) носимые радиостанции - Motorolla GP-300.
Данные радиостанции отличаются высокой надежностью, экономичностью, значительной дальностью радиосвязи.
2.4 Технические средства факсимильной связи
Для передачи документальных сообщений, представленных в виде буквенно-цифровых, полутоновых и графических изображений используем факсимильную связь.
Для передачи информации по радиоканалу радиостанций УКВ-диапазона, установленных на подвижных объектах, используем факсимильную аппаратуру, состоящую из передатчика «Формат-Д» и факсимильного приемника «Формат-ПА».
В стационарных условиях используем зарубежный настольный профессиональный факсимильный аппарат ФАКС Canon-Multipass-10/CIS.
2.5 Технические средства распорядительно-поисковой связи
Распорядительно-поисковая связь (РПС) состоит из центрального усилителя мощностью 100-1000 Вт, устройств коммутации, линейных сооружений и громкоговорителей. РПС организуется по схеме одностороннего действия. Для распорядительно-поисковой связи используем центральный усилитель типа ТУ-600 и громкоговорители типа 25 ГРД-У-5 и 10 ГРД-1У-5.
3. Расчёт основных характеристик системы оперативной связи
3.1 Расчет устойчивости структуры оперативной связи
Устойчивость структуры связи, состоящей из n-каналов связи (из одного основного и нескольких резервных), рассчитываем по формуле:
где Рi - вероятность безотказной работы i - канала;
t - время работы канала связи.
При разработке структурной схемы связи ГПО рекомендуется как минимум однократное резервирование каналов связи. Устойчивость структуры оперативной связи, состоящей из двух каналов связи (основной - телефонный канал, резервный - радиоканал), определяется по формуле:
Р2 (t) = 1 - [(1 - Р1) · (1 - Р2)]
Р2 (t) = 1 - [(1 - 0,98) · (1 - 0,85)] = 0,997
Таким образом в результате резервирования основного канала связи, устойчивость структуры оперативной связи в целом повышается на величину
Р2 (t) - Р1 = 0,997 - 0,98 = 0,017
3.2 Оптимизация сети спецсвязи по линиям 01 и расчет пропускной способности сети
Оптимизация сети спецсвязи сводится к нахождению такого числа линий связи 01 и диспетчеров, при которых обеспечивается заданная вероятность потери вызова Рп = 0,001 и необходимая пропускная способность сети спецсвязи.
Последовательно увеличивая число линий спецсвязи с 1 до n, определяем такое число линий связи, при котором выполняется условие:
Ротк ? Рп
0,001 ? Рп
Нагрузка, создаваемая в сети спецсвязи, может быть представлена как
у = л · Тп
у = 0,12 · 1,4 = 0,168 мин.зан
Вероятность того, что все n-линии связи свободны, определяется по формуле:
где k = 0, 1, 2, 3, …, n.
Вероятность того, что все n - линий связи будут заняты (вероятность отказа в обслуживании запроса) определяем как
Ротк = (уn / n!) · Роп
Для случая когда n = 1 вероятность того, что линия связи будет свободна
Р01 = 1 / (1 + у1 / 1!) = 1 / (1 + у) = 1 / (1 + 0,168) = 0,856
Вероятность отказа в обслуживании для случая того, когда n = 1
Ротк1 = (у1 / 1!) · Роп = у · 0,856 = 0,144
Сравниваем полученное значение Ротк1 = 0,144 и заданное значение потери вызова Рп = 0,001 приходим к выводу, что Ротк1 ? Рп не соблюдается. Поэтому увеличиваем число линий связи до n = 2.
Для случая когда n = 2 вероятность того, что линия связи будет свободна
Р02 = 1 / (1 + у1 / 1! + уІ / 2!) = 1 / (2 + уІ / 2) = 1 / (2 + 0,168І / 2) = 0,497
Вероятность отказа в обслуживании для случая того, когда n = 2
Ротк2 = (уІ / 2!) · Роп = 0,007
Сравниваем полученное значение Ротк2 = 0,007 и заданное значение потери вызова Рп = 0,001 приходим к выводу, что Ротк2 ? Рп не соблюдается. Поэтому увеличиваем число линий связи до n = 3.
Для случая когда n = 3 вероятность того, что линия связи будет свободна
Р03 = 1 / (1 + 1 + уІ / 2! + уі / 3!) = 0,0013
Вероятность отказа в обслуживании для случая того, когда n = 3
Ротк3 = (уі / 3!) · Роп = 0,168і / 6 · 0,0013 = 0,000001
Сравниваем полученное значение Ротк3 = 0,000001 и заданное значение потери вызова Рп = 0,001 приходим к выводу, что Ротк3 ? Рп соблюдается.
Вероятность того, что вызов будет принят на обслуживание (относительная пропускная способность сети связи)
Робс = 1 - Ротк
Робс = 1 - Ротк = 1 - 0,000001 = 0,999999
Таким образом, в установившемся режиме в сети спецсвязи будет обслужено 99,9 % поступивших по линиям связи 01 вызовов.
Абсолютная пропускная способность сети спецсвязи (среднее число переговоров в минуту)
А = л · Робс
А = л · Робс = 0,12 · 0,999999 = 0,1199997
То есть сеть способна осуществлять в среднем 0,1199997 разговора в минуту. Среднее число занятых линий
nз = у · (1 - Ротк)
nз = у · (1 - Ротк3) = 0,168 · (1 - 0,000001) = 0,1679998
Таким образом, при установившемся режиме работы спецсвязи будет занята одна линия связи (точнее 0,168 линии связи), т.е. достаточно высокий уровень эффективности обслуживания всех поступивших звонков.
Коэффициент занятости линий связи
kз = nз / n
kз = nз / n = 0,168 / 3 = 0,056
Среднее число свободных линий связи
nc = ? уk · (n - k) · Роп = (1 + у№ (n - 1) + уІ (n - 2) + уі (n - 3) ) · 0,0013 = (1 + 2у + уІ / 2)
k = 0 k! 1! 2! 3!
0,0013 = (1,336 + 0,014) · 0,0013 = 0,001755 = 1,336 + 0,014 = 1,350
Коэффициент простоя линий спецсвязи
kn = nc / n
kn = nc / n = 1,35 / 3 = 0,45
Фактическая пропускная способность сети спецсвязи по линиям 01 с учетом аппаратурной надежности
qф = (1 - Ротк) · Кг
qф = (1 - Ротк3) · Кг = (1 - 0,000001) · 0,82 = 0,8199991
Необходимое число связи с учетом аппаратурной надежности
nф = n / Кг
nф = n / Кг = 3 / 0,82 = 3,659
Принимаю четыре линии связи.
Время занятости диспетчера обслуживанием одного вызова
Тобс = Тn + Тобс1
где Тn - заданная величина времени переговоров диспетчера с вызывающим абонементом;
Тобс1 - время занятости диспетчера обработкой принятого вызова, включающее в себя регистрацию вызова.
Тобс = Тn + Тобс1 = 1,4 + 2 = 3,4 мин.= 0,0567 час.
Полную нагрузку на всех диспетчеров за смену определяем по формуле:
уд = 12 · л · Тобс
уд = 12 · л · Тобс = 12 · 0,12 · 60 · 3,4 = 4,899 час.зан.
Допустимая нагрузка на одного диспетчера за смену с учетом коэффициента занятости диспетчера
у1доп = Кд · у1макс
у1доп = Кд · у1макс = 0,7 · 12 = 8,4
Тогда необходимое число диспетчеров
nд = уд / у1доп
nд = уд / у1доп = 4,899 / 8,4 = 0,583
Принимаем одного диспетчера.
Таким образом, по результатам оптимизации сети спецсвязи определили, что необходимо иметь 3 линии связи 01 и одного диспетчера.
3.3 Расчет условий обеспечения заданной дальности радиосвязи (определение высот подъема антенн стационарных радиостанций)
Определение дальности действия радиосвязи проводим исходя из минимального допустимого значения напряженности поля в точке приема с учетом влияния местности, выходной мощности передатчика, потерь в антенно-фидерных трактах приемника и передатчика, коэффициентов усиления передающей и приемной антенн, величины превышения допустимого уровня мешающего сигнала:
Етр = Емин + Восл - Вм + в1 · ?1 + в2 · ?2 - G1 - G2 + Eдоп
где Вм - поправочный коэффициент, учитывающий отличие мощности передатчика от 10 Вт;
в1,в2 - коэффициенты погонного затухания фидерных трактов передатчика и приемника соответственно, Дб/м;
?1,?2 - длины фидерных трактов передатчика и приемника;
G1, G2 - коэффициенты усиления антенн передатчика и приемника;
Восл - коэффициент ослабления радиосигнала при отличии рельефа местности от среднепересеченого;
Едоп - превышение допустимого уровня мешающего сигнала, Дб.
Для расчетов условий обеспечения заданной дальности радиосвязи минимальное значение напряженности поля в точке приема, при которой обеспечивается удовлетворительное качество связи, Емин принимаем равным 20 Дб (10 мкВ/м).
Значение коэффициента Восл в зависимости от параметра местности ?h = 200м принимаем по таблице № 6 [1] - Восл = 9,5
Расчет коэффициента Вм производим по формуле
Вм = -7,662 + 0,82 · Рn - 0,0147 · Рn2 + 8,665 · 10-5 · Рn3
Вм = -7,662 + 0,82 · Рn - 0,0147 · Рn2 + 8,665 · 10-5 · Рn3 = -7,662 + 0,82 · 0,001 - 0,0147 · · 0,001І + 8,665 · 10-5 · 0,001і = -7,66118
Значение коэффициента в1 и в2 принимаем по таблице № 7 [1] для фидера РК-75-4-11 - в1 = 0,15 и в2 = 0,15
Значения коэффициентов усиления антенн G1 и G2 принимаем по таблице № 8 для базовой антенны GP 150 (144-175 МГц, 50 Ом) - G1 = 3,5 и G2 = 3,5
Етр = Емин + Восл - Вм + в1 · ?1 + в2 · ?2 - G1 - G2 + Eдоп = 20 + 10 + 7,66118 + 0,15 · 7 + 0,15 · 3 - 3,5 - 3,5 + 1 = 33,16118
Значение высот установки приемной и передающей антенн определяем из рис.1 [1].
Для максимальной дальности радиосвязи 8 км и расчетной величины напряженности поля Етр = 33,16118 Дб произведение высот установки антенн равно 20 мІ. Тогда необходимые высоты подвеса антенн будут составлять: 5м - на ЦУС и 4 м - на ПЧ.
Литература
1. Беломестных А.С., АСУ и связь. Учебно-методические указания и контрольные задания. - Иркутск.: ОН и РИО ВСИ МВД РФ, 1998.
2.Шаровар Ф.И., Автоматизированные системы управления и связь в пожарной охране. - М.: Радио и связь, 1987.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Этапы разработки структурной схемы системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны. Оптимизация сети специальной связи по линиям 01. Особенности определения высоты подъема антенн стационарных радиостанций, обеспечивающих заданную дальность радиосвязи.
контрольная работа [874,9 K], добавлен 16.07.2012Расчет основных характеристик системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны. Определение необходимой высоты подъема антенн стационарных радиостанций и устойчивости системы связи гарнизона. Организация и размещение средств связи на пожаре.
курсовая работа [144,4 K], добавлен 11.10.2012Предназначение связи на пожаре. Характеристика и сущность структурной системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны. Выбор основных технических средств проводной, оперативной, радиопоисковой связи. Схемы размещения средств связи во время пожара.
контрольная работа [726,1 K], добавлен 20.02.2012Разработка структурной схемы и расчет основных характеристик системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны. Выбор и обоснование технических средств. Назначение и основные функции. Состав основных подсистем центра. Расчет приведенных затрат.
курсовая работа [3,6 M], добавлен 26.12.2014Разработка структурной схемы и расчет характеристик системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны. Выбор и обоснование технических средств. Технико-экономическое обоснование внедрения автоматизированной системы связи и оперативного управления.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 18.11.2014Выбор и обоснование перечня технических средств связи гарнизона. Расчёт основных характеристик системы. Пропускная способность сети спецсвязи "01". Высота подъёма антенн стационарных радиостанций. Максимальная дальность связи с подвижными объектами.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 20.07.2014Общие сведения об основных технических средствах связи гарнизона пожарной охраны. Выбор технических средств системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны. Внедрение автоматизированной системы связи и оперативного управления пожарной охраной.
курсовая работа [447,0 K], добавлен 09.05.2012Назначение и виды станционной радиосвязи. Условия обеспечения необходимой дальности связи между стационарной радиостанцией и локомотивом. Определение дальности действия радиосвязи и высоты антенны. Определение территориального и частотного разносов.
курсовая работа [140,0 K], добавлен 16.12.2012Обзор способов передачи и приема сообщений. Разработка стационарной системы радиосвязи; выбор и обоснование структурной схемы, расчёт основных технических характеристик: излучаемые частоты, параметры радиосигнала, помех, типа антенн; мощность передатчика.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 12.04.2012Расчет основных электрических характеристик схемы питания и направленных свойств антенн, входящих в состав спутниковых систем радиосвязи, телевидения и радиорелейных линий связи. Определение коэффициента полезного действия фидера бортовой антенны.
курсовая работа [38,9 K], добавлен 12.02.2012
