Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Курсовой проект
Тема: «Разработка системы связи и автоматизированной системы оперативного управления гарнизона пожарной охраны»
Содержание
Введение
1. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОЙ СВЯЗИ ГАРНИЗОНА ПОЖАРНОЙ ОХРАНЫ
2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОЙ СВЯЗИ ГАРНИЗОНА ПОЖАРНОЙ ОХРАНЫ
2.1 Общие сведения об основных технических средствах связи в гарнизоне пожарной охраны.
2.2 Расчет основных характеристик системы оперативной связи
2.2.1 Расчет характеристик устойчивости системы оперативной связи
2.2.2 Оптимизация сети специальной связи по линиям «01» и расчет ее пропускной способности
2.2.3 Расчет характеристик функционирования радиосети:
оперативности и эффективности функционирования радиосвязи
3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ И ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЖАРНОЙ ОХРАНОЙ (АССОУПО)
3.1. Назначение и основные функции АССОУПО
3.2 Организационно-функциональная структура АССОУПО
3.3 Состав основных подсистем центра АССОУПО
3.4 Технические показатели АССОУПО
3.5 Расчет приведенных затрат на построение и эксплуатацию
АССОУПО.
Заключение
Список использованных источников
Введение
Широкая механизация и автоматизация производственных процессов, централизация управления, с возрастающим использованием вычислительной техники, автоматизация систем управления требует увеличения объема передаваемой информации на значительное расстояние. Это вызывает необходимость построения системы разветвленных сетей связи, обладающих высокой пропускной способностью.
Связь в пожарной охране призвана обеспечить своевременное получение первичной информации о возникновении пожара, управления оперативными действиями пожарных подразделений при тушении пожара, а также решение других задач противопожарной защиты.
Умелое использование технических средств связи, внедрение более прогрессивных технических и организационных решений в управление деятельностью пожарных подразделений возможно лишь при условии овладения инженерно-техническими работниками пожарной охраны определенных теоретических знаний и практических навыков в указанной области.
Цель: Разработать систему связи и автоматизированной системы оперативного управления гарнизона пожарной охраны.
Задачи:
1. РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ И РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ ОПЕРАТИВНОЙ СВЯЗИ ГАРНИЗОНА ПОЖАРНОЙ ОХРАНЫ
Разработка структурной схемы системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны. Структурная схема системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны представляет собой упорядоченную совокупность различных видов проводной и радиосвязи, которая предназначена для обеспечения управления силами и средствами тушения пожаров и организации обмена оперативно-служебной информацией между подразделениями гарнизона пожарной охраны, абонентами города и взаимодействующими экстренными спасательными службами МЧС России.
Система оперативной связи является основным средством, обеспечивающим обмен информацией в гарнизоне пожарной охраны. От оперативности и надежности ее функционирования напрямую зависят размер материального ущерба от пожаров и количество человеческих жертв. При задержке прибытия подразделений пожарной охраны к месту пожара из-за неудовлетворительной работы системы оперативной связи резко возрастают размеры социальных и экономических последствий от пожара, затраты на его ликвидацию.
Основным средством связи в местных гарнизонах являются городские и сельские телефонные сети общего пользования.
Общегосударственная автоматически коммутируемая телефонная сеть состоит из местных (городских и сельских) сетей связи, зоновых телефонных сетей и междугородной автоматической и заказной (полуавтоматической или ручной) телефонных сетей (рис. 1).
Коммутируемые сети связи – (совокупность сетей, которые соединены друг с другом маршрутизаторами и другими устройствами и функционируют как единое целое) вводят устройства коммутации в существующие сети с разделяемыми носителями, чтобы одновременно использовать преимущества и маршрутизации, и коммутации.
Некомуникатируемые сети связи - это такое сочетание технических средств связи и управления, которое обеспечивает соединение диспетчера ЦУС, пунктов связи отрядов пожарной охраны, пунктов связи частей с абонентом и абонентов между собой без использования оборудования коммутации.
Узел связи – организационно-техническое объединение сил и средств связи для обмена информацией с органами управления, подразделениями ГПС и должностными лицами в процессе управления.
Канал связи – совокупность технических средств(передатчик, приёмник, линия связи или иная среда распространения), обеспечивающих передачу информации. Центр управления силами и средствами пожарной охраны является основным звеном гарнизона пожарной охраны.
Радиосвязь – Передача сообщений ведется при помощи радиопередатчика и передающей антенны, а прием при помощи приемной антенны и радиоприемника
Организует:
Рис. 1.1. Организации распределённой интегрированной городской сети по телефонной меди на базе системы передачи "МЦ-115Т
На объекты сети по одной медной паре одновременно подаются:
- городской телефон;
- телефон внутренней сети организации;
- данные в стандарте Ethernet (LAN, WAN) со скоростью от 384 кбит/с до 2300 кбит/с;
- данные в стандарте RS-232 для подключения датчиков, приборов учёта, банкоматов и т.д.
Схемы сетей на базе «МЦ-115Т» отличает невысокая стоимость системы передачи – 20 тыс.руб. за один объект, большая дальность действия и широкий набор всех необходимых интерфейсов.
Такие городские сети могут быть локальными – муниципальных объектов, школ, больниц, органов внутренних дел, МЧС и объединяться между собой с помощью мостов.
Задачи ЦУС:
Для выполнения этих задач ЦУС оборудуются техническими средствами связи, подключенными к магистральным каналам проводной сети связи.
Связь гарнизонов пожарной охраны включает в себя:
Данный вид связи не является оптимальным для передачи оперативной информации в подразделениях пожарной охраны, так как имеются существенные недостатки:
Связь в гарнизоне пожарной охраны должна обеспечивать:
В соответствии с приказом №700 в гарнизоне пожарной охраны требуется организовать 4 основных вида связи:
1) связь извещения;
2) оперативно-диспетчерская связь;
3) связь на пожаре;
4) административно-управленческая связь.
Следовательно для организации основных видов связи необходимо предусмотреть:
Стационарный узел связи представляет собой комплекс средств связи, линий и каналов связи, объединенных в определенном порядке и предназначенных для обеспечения управления повседневной деятельностью подразделений ГПС и решения других задач.
Стационарные радиостанции устанавливаются на ЦУС, ЦПР, ПСО, ПСЧ и пунктах связи отдельных постов. (Гранит 2Р-23.01, Гранит Р-25, Гранит – В – С, Радий – 101,ВЭБР-40/8, ВЭБР-160/9)
Подвижной узел связи предназначен для организации оперативного управления подразделениями ГПС при тушении пожаров и проведении связанных с ними первоочередных аварийно-спасательных работ, обеспечения информационной поддержки руководителя тушения пожара и взаимодействия с вышестоящими органами управления ГПС
Возимыми радиостанциями оборудуются все единицы основной и специальной техники (пожарные и специальные автомобили) в соответствии с табельной положенностью.(Motorola GM-140, Motorola GM-340, Motorola GM-360, Motorola GM-660, Motorola GM-1280, Гранит-В, Гранит 2Р-24, Гранит Р-25.01)
Носимыми радиостанциями оснащается каждое должностное лицо на месте пожара.(Motorola GP-140, Motorola GP-300, Motorola GP-320, Motorola GP-360;Гранит-П, Гранит 2Р-44, Гранит Р-43 и др.)
Вывод:
Система оперативной связи является основным средством, обеспечивающим обмен информацией в гарнизоне пожарной охраны. От оперативности и надежности ее функционирования напрямую зависят размер материального ущерба от пожаров и количество человеческих жертв. При задержке прибытия подразделений пожарной охраны к месту пожара из-за неудовлетворительной работы системы оперативной связи резко возрастают размеры социальных и экономических последствий от пожара, затраты на его ликвидацию.
2.1 Общие сведения об основных технических средствах связи в гарнизоне пожарной охраны.
Для организации системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны могут быть использованы технические средства проводной и радиосвязи. Для более качественной организации связи в гарнизоне пожарной охраны возьмем наиболее усовершенствованные технические средства.
Технические средства связи системы оперативной радиосвязи
Радиостанции стали неотъемлемой частью нашей жизни. В настоящее время рынок предлагает нам множество моделей, работающих в различных диапазонах частот и имеющих различные наборы сервисных удобств. Так, существуют несколько диапазонов вещания, вот некоторые наиболее распространенные диапазоны:
Производство средств радиосвязи постоянно совершенствуется. Использование новых технологий, производства средств связи, внедрение цифровых способов управления и обработки сигналов позволило создать широкий спектр средств связи для радиостанций. Также радиостанции гарнизона делятся на: стационарные, возимые и носимые.
Радиостанции "ВЭБР - 40/8" и "ВЭБР-160/9"
Рис. 2.1. Радиостанция "ВЭБР - 40/8"
Радиостанции "ВЭБР - 40/8" и "ВЭБР-160/9" универсальные и могут использоваться в стационарном варианте исполнения. Эти варианты комплектуется усилителем мощности, блоками питания и антенной.
В стационарном варианте радиостанция ВЭБР-40/8 (ВЭБР-160/9) полезна при установке в строения, где служащий персонал пребывает непостоянно. Например в строительных вагончиках, бытовках, егерьских домиках.
Для стационарного использования от носимой радиостанции ВЭБР отстегивается антенна и аккумуляторная батарея, а к приемопередатчику, с помощью соединительной колодки (адаптера), подключается усилитель мощности 8 - 15 Вт. Питание на усилитель мощности подается от сетевого блока питания. Для стационарного варианта поставляется импульсный блок питания CЭП605-12 (220/12 В).
• приемо-передтчик
• блок питания
• усилитель мощности
• паспорт и инструкция по эксплуатации.
Таблица №1.1
Технические характеристики Радиостанций "ВЭБР - 40/8" и "ВЭБР-160/9
|
Модель |
ВЭБР-40/8 |
ВЭБР-160/9 |
|
Диапазон частот, МГц |
33 - 48.5, 57 - 57,5 |
146 - 174 |
|
Тип модуляции |
частотная |
|
|
Задание частот приема и передачи |
синтезатор ФАПЧ |
|
|
Напряжение питания |
220 В |
|
|
Количество каналов |
1 / 2 / 16 |
|
|
Шаг канальной сетки |
25 кГц |
|
|
Температура окружающей среды |
-25 С..+55 С |
|
|
Приемник |
||
|
Чувствительность EIA 12 дБ SINAD |
0,3 мкВ |
|
|
Избирательность по соседнему каналу |
не менее 70 дБ |
|
|
Ток потребления, не более "Прием" "Дежурный прием" |
60 мА 25 мА |
|
|
Передатчик |
||
|
Выходная мощность |
4 ± 0,4 Вт |
2 ± 0,3 Вт |
|
Выходная мощность ПРД с усилителем мощности |
10-15 Вт |
|
|
Ток потребления, не более |
1100 мА |
750 мА |
|
Напряжение питания услителя мощности |
10,8-15,6 В |
|
Рис. 2.2. Радиостанция Motorola GM-360 Радиостанция Motorola GM-360 из серии "Многофункциональная" представляет в распоряжение пользователя широкий выбор функциональных возможностей. Однострочный алфавитно-цифровой дисплей с удобной системой меню позволяет оперативно изменять параметры радиостанции, а также отображать идентификаторы вызывающих корреспондентов. Для наиболее часто используемых функций радиостанция имеет программируемые функциональные клавиши и светодиодные статусные индикаторы. Большая канальная емкость и наличие богатых возможностей селективного вызова позволяет использовать радиостанцию в весьма сложных системах связи.
Таблица №2.2 Технические характеристики Motorola GM-660Модель GM-660V GM-660U Количество каналов 16 Шаг канальной сетки 12.5/20/25 кГц Напряжение питания 13,2 В Температура окружающей среды -30 С..+60 С Стабильность частоты +2.5·10-6 Габариты 59×179×186 мм Вес 1400 г Приемник Чувствительность: EIA 12 дБ SINAD 0,22-0,30 мкВ Интермодуляционная избирательность >65 дБ Подавление побочных и зеркального канала >65 дБ Выходная мощность НЧ 3-13 Вт на нагрузке 4 Ом, нелинейные искажения <10% Передатчик Выходная мощность до 25 Вт Модуляция 16K0F3E (8K50F3E для 12,5 кГц версии) Максимальная девиация +5 кГц (+2,5 кГц для 12,5 кГц версии) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Радиостанция Motorola GP360 необходима для многих организаций в силу своей уникальной многофункциональности. При необходимости радиостанцию можно легко программировать прямо на месте с тем, чтобы добавить или исключить определенные функции. Поэтому, будь то шумная стройплощадка или элитый отель, Вашим выбором должна стать "Многофункциональная" радиостанция. Это радиостанция, которая совершенствуется вместе с Вами. Рис. 2.3. Радиостанция Motorola GP360 Основные функции
Радиостанция поддерживает PL-тоны (Private LineTM) и и 5-тоновый сигнал (Select-V).
Четкое, ясное и громкое звучание практически в любом окружении. "Low Level Expand" позволяет еще больше улучшить
Позволяет контролировать активность и отвечать на вызовы на разных каналах связи.
Обеспечивает дополнительную безопасность и секретность для сотрудников, работающих в опасных условиях в удалении от своей группы. Радиостанция переходит в аварийных режим, если пользователь отвечает нажатием на тангенту на переодический контрольный запрос.
Режим работы, при котором благодаря использованию наушников и микрофона с VOX не заняты руки.
При посылке сигнала помощи он направляется заранее определенному человеку или группе людей. Эта посылка может содержать записанное голосовое сообщение, позволяющее получившему его сотруднику сразу определить местонахождение пострадавшего и его состояние.
Возможности могут быть расширены за счет установки одной из предлагаемых функциональных плат:
Позволяет пользователю говорить тихо, для ведения скрытых переговоров.
Позволяет переадресовывать вызовы другому абоненту, если нет возможности ответить на них линчно.
На 14-значном буквенно-цифровом дисплее радиостанции находится индикатор разрядки батареи и силы получаемого сигнала; что позволяет видеть не только имя вызывающего абонента, но и другие сервисные функции. Для многих входящих вызовов выдает четко различимые тоновые сигналы, идентифицирующие звонящего абонента.
Доступное меню и список имен абонентов позволяют просто и даже интуитивно работать с радиостанцией GP360.
Заранее опеделенные текстовые сообщения дают возможность пользователю направлять информацию без непосредственного разговора с абонентом.
Таблица №2.3 Технические характеристикиЧастотный диапазон, МГц УКВ: 136-174 Количество конвенциональных каналов 255 Питание Перезаряженный аккумулятор на 7,5 В Габариты: В х Ш х Д (мм) (высота без регуляторов) Со стандартным аккумулятором большой емкости 137 х 57,5 х 37,5 С аккумулятором ультрабольшой емкости никель-метал-гидридным 137 х 57,5 х 40,0 С аккумулятором никель-кадмиевым 137 х 57,5 х 40,0 С аккумулятором литий-ионным 137 х 57,5 х 33,0 Вес, г Со стандартным аккумулятором большой емкости 428 С аккумулятором ультрабольшой емкости никель-метал-гидридным 508 С аккумулятором никель-кадмиевым 458 С аккумулятором литий-ионным 358 Средний срок работы аккумулятора с циклом 5/5/90 Малая мощность Большая мощность Со стандартным аккумулятором большой емкости 11 часов 8 часов С аккумулятором ультрабольшой емкости никель-метал-гидридным 14 часов 11 часов С аккумулятором никель-кадмиевым 12 часов 9 часов С аккумулятором литий-ионным 11 часов 8 часов |
Герметичность Выдерживает испытание на дождь по MIL STD 810 D/D /E и IP54 Ударо- и вибропрочность Защита обеспечивается за счет ударопрочного корпуса, превосходящего MIL STD D/D /E и TIA/EIA 603 Пыле- и влагозащищенность Защита обеспечивается за счет устойчивого к воздействию окружающей среды корпуса, превосходящего MIL STD D/D /E и TIA/EIA 603 |
|
Обозначение |
Технические средства связи и управления |
|
КСВ1 |
комплект связи внешний ведомственной сети связи |
|
КСВ2 |
комплект связи внешних абонентских линий городской телефонной сети |
|
КСВ3 |
комплект связи внешний линий ЦУС «01» |
|
КСВ4 |
комплект связи внешнего узла связи |
|
КСВ5 |
комплект связи внешней однотипной станции по соединительным линиям |
|
КСВ6 |
комплект связи внешнего канала тональной частоты (ТЧ) |
|
АК |
комплект внутренних абонентов |
|
КМБ |
комплект местной батареи |
|
ЭАТС-ОС |
Электронная АТС – оконечная станция |
|
электронная коммутационная аппаратура |
|
|
ПОС и СОС – пульт и станция оперативной связи (коммутатор оперативной связи) |
|
|
прямая телефонная связь |
|
|
телефонная связь по линиям полной значимости ГТС |
|
|
телефонная связь по линиям специальной связи (укороченной значимости) «01» |
|
|
магистральный канал связи ГТС |
|
|
магистральный канал МТС |
|
|
канал связи с реализацией тонового набора |
|
|
телефонный аппарат без номеронабирателя (ТАБН) |
|
|
телефонный аппарат (ТА) с номеронабирателем (ТАНН) |
Рис. 2.4. Схема развертывания технических средств связи в гарнизоне пожарной охраны
Дополнительная аппаратура системы оперативно-диспетчерской связи ЦУС
В качестве дополнительной аппаратуры системы оперативно-диспетчерской связи на стационарных пунктах связи ПО возможна установка:
Перечень технических средств, устанавливаемых на автомобилях связи и освещения
Находящийся на вооружении гарнизона пожарной охраны автомобиль связи и освещения (АСО) предназначен для доставки к месту пожара технических средств, обеспечивающих освещение места пожара и боевых участков, связь между штабом пожаротушения, ЦУС (ЦПР) и экстренными службами города (службами взаимодействия). Для энергоснабжения технических средств на автомобиле имеется электросиловая установка. В настоящее время используются два типа АСО, основные характеристики которых приведены в таблица 5
Автомобиль связи и освещения позволяют обеспечить освещение до 3-х боевых участков и организовать радиосвязь по двум радионаправлениям: - с боевыми участками и с ЦУС гарнизона.
Коммутатор оперативной связи, помимо прямой телефонной связи с боевыми участками, при подключении к ГТС позволяет организовать телефонную связь с абонентами города.
Таблица №2.5
Основные характеристики АСО
|
Показатели |
АСО-20 ( ГАЗ-3308) |
АСО-20 ( ПАЗ32054) |
|
Масса с полной нагрузкой, кг |
5950 |
7700 |
|
Численность боевых расчетов, чел |
6 |
6 |
|
Мощность генератора, кВт |
20 |
5 |
|
Напряжение генератора, В |
230 |
230 |
|
Трансформаторы понижающие: ТС-25 ОСО |
АКБ 5КН-160 |
АКБ 5КН-160 |
|
Выпрямительное устройство |
1 ед. «ВСА-10» |
1 ед. «ВСА-10» |
|
Прожекторы, шт. |
10 |
10 |
|
Радиостанция возимая |
2 ед. «Motorola GM-360» |
2 ед. «Motorola GM-360» |
|
Радиостанция носимая |
6 ед. «Motorola GP-300» |
6 ед. «Motorola GP-300 » |
|
Громкоговорящая установка |
3 ед. «УМ-100» |
3 ед. «УМ-100» |
|
Телефонный коммутатор |
1 ед. «КОС-8» |
1 ед. «КОС-8» |
|
Катушки с силовым кабелем длиной, м |
30х1050 |
30х1050 |
|
Катушки с телефонным кабелем, м |
3х400 |
3х400 |
|
Громкоговоритель |
5 ед. ГРД-10 |
5 ед. ГРД-10 |
|
Телефонные аппараты полевые |
3 ед. ТА |
3 ед. ТА |
|
Специальное громкоговорящее устройство |
1 ед. СГУ-100 |
1 ед. СГУ-100 |
2.2.1 Расчет характеристик устойчивости системы оперативной связи
Устойчивость системы оперативной связи, состоящей из каналов связи (например, из одного основного и нескольких резервных), характеризуется
вероятностью ее безотказной работы:
,
где - вероятность безотказной работы -го канала связи;
- интенсивность повреждения канала связи;
- время работы канала связи.
Устойчивость системы оперативной связи, состоящей из двух каналов связи (основного и резервного), оценивается следующей вероятностью
безотказной работы при заданных и :
.
Таким образом, в результате резервирования основного канала связи
устойчивость системы оперативной связи повысится на величину
.
2.2.2 Оптимизация сети специальной связи по линиям «01» и расчет ее пропускной способности
Оптимизация сети специальной связи по линиям «01» сводится к нахождению такого числа линий связи «01» и диспетчеров, при которых обеспечиваются заданная вероятность потери вызова и необходимая пропускная способность сети специальной связи.
Последовательно увеличивая число линий связи с 1 до , выбирается такое число линий связи, при котором выполняется условие .
Нагрузка в сети специальной связи по линиям «01» может быть
представлена как
мин-зан.
Вероятность того, что все линии связи свободны определяется по формуле
,
где - последовательность целых чисел.
Для случая, когда , вероятность того, что линия связи будет свободна,
определяется следующим образом:
.
Вероятность того, что все линии связи будут заняты (вероятность отказа в
обслуживании) определяется как
.
Для случая, когда , вероятность отказа в обслуживании
.
Сравнивая полученное значение и требуемое значение вероятности потери вызова , приходим к выводу, что условие не соблюдается. Поэтому увеличиваем число линий связи до . При этом
вероятность того, что две линии связи будут свободны:
.
Вероятность отказа при этом определяется как
.
Сравнивая полученное значение и требуемое значение вероятности потери вызова , приходим к выводу, что условие не соблюдается. Поэтому увеличиваем число линий связи до . При этом
вероятность того, что три линии связи будут свободны:
Вероятность отказа при этом определяется как
Сравнивая полученное значение и требуемое значение вероятности потери вызова , приходим к выводу, что условие не соблюдается. Поэтому увеличиваем число линий связи до . При этом
вероятность того, что четыре линии связи будут свободны:
Вероятность отказа при этом определяется как
Сравнивая полученное значение и требуемое значение вероятности потери вызова , приходим к выводу, что условие соблюдается, т.е. . Таким образом, принимаем .
Вероятность того, что вызов будет принят на обслуживание (относительная пропускная способность сети связи извещения, по
коммутируемым линиям укороченной значности «01»):
Таким образом, в установившемся режиме в сети связи будет обслужено 99,9% поступивших по линиям связи «01» вызовов.
Абсолютная пропускная способность сети связи определяется следующим
выражением:
,
т.е. сеть связи способна обслужить в среднем 0,54 вызова в минуту.
Рассчитываем среднее число занятых линий связи:
.
Следовательно, при установившемся режиме работы сети связи будет занята лишь одна линия связи, остальные будут свободны, т.е. достигается высокий уровень эффективности обслуживания вызовов – 99,99 % всех поступивших вызовов.
Коэффициент занятости линий связи:
.
Рассчитываем среднее число свободных линий связи:
.
Коэффициент простоя линии связи «01»:
.
Фактическая пропускная способность сети связи с учетом аппаратурной надежности
где - коэффициент готовности аппаратуры сети связи.
Необходимое число линий связи «01» с учетом аппаратурной надежности
определяется по формуле:
.
Время занятости диспетчера обслуживанием одного вызова
,
где - заданная величина времени одного «чистого» разговора диспетчера с вызывающим абонентом;
- время занятости диспетчера обработкой принятого вызова (ввод информации в компьютер, регистрация в журнале и т.п.).
По заданной интенсивности входного потока вызовов выз/мин, поступающих в сеть связи по линиям «01», и времени обслуживания одного вызова диспетчером определим полную нагрузку на всех диспетчеров за
смену, т.е. за 24 часа:
ч-зан.,
где 60 – количество минут в 1 ч при переводе в выз/ч.
Допустимая нагрузка на одного диспетчера за смену с учетом
коэффициента занятости диспетчера
ч-зан.,
где - допустимый коэффициент загрузки диспетчера;
ч – допустимое время занятости диспетчера обработкой вызовов.
Определяем необходимое число диспетчеров:
.
По результатам оптимизации сети специальной связи по линиям «01»делаем вывод о том, что необходимо иметь 6 линий связи «01» и двух диспетчеров.
2.2.3 Расчет характеристик функционирования радиосети:
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:
,
где - время «чистого» переговора;
- непроизводительные затраты времени на коммутацию абонента, установку соединения и т.п.;
- заданная величина времени, определяющая оперативность связи (критерий оперативности).
В случае, когда надежность и качество радиоканала идеальны, оперативность радиосвязи оценивается по формуле
,
где - вероятность того, что радиоканал свободен и ожидающих нет;
- вероятность того, что радиоканал занят, но ожидающих нет.
,
где - число радиостанций в сети радиосвязи (число абонентов в радиосети);
- нагрузка в сети радиосвязи;
- последовательность целых чисел.
Эффективность функционирования радиосети может быть оценена математическим ожиданием случайной величины ее состояния , которое является показателем целесообразности использования радиосети для выполнения заданных функций.
В случае, когда надежность и качество радиоканала идеальны, эффективность функционирования радиосети оценивается по следующей
формуле:
,
где - соответственно время переговора и непроизводительные затраты времени в радиосети.
Задано: Нагрузка в радиосети мин-зан.;
число радиостанций в радиосети ;
время переговора в радиосети мин;
непроизводительные затраты времени Тн=0,25 мин.
Расчет:
Оперативность радиосвязи при этом определяется как
Эффективность функционирования радиосети
Определение необходимых высот подъема антенн стационарных радиостанций
Дальность действия УКВ радиосвязи зависит от следующих основных факторов:
При определении высот подъема антенн стационарных радиостанций ЦУС и ПЧ, необходимых для обеспечения требуемой дальности радиосвязи с самой удаленной ПЧ, пользуются графическими зависимостями изменения напряженности поля (, дБ) полезного сигнала от расстояния (d, км) между антеннами для различных значений произведения высот подъема передающей и приемной антенн (h1·h2, м2). Эти графические зависимости приведены на рис.3 и представляют собой медианные значения напряженности поля, превышаемые в 50% мест на границе зоны обслуживания. Кривые напряженности электромагнитного поля приведены для вертикальной поляризации антенн и построены для условий распространения радиоволн метрового диапазона (ОВЧ диапазона) в полосе частот 148-174 МГц.
Таблица №6
Значения коэффициента ослабления сигнала в зависимости от условной меры неровности рельефа
|
30 |
40 |
50 |
70 |
90 |
110 |
120 |
140 |
150 |
|
|
- 2 |
- 1 |
0 |
1 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
170 |
190 |
210 |
230 |
250 |
290 |
330 |
360 |
390 |
|
|
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
Рис. 2.5. Зависимость средних значений напряженности поля
от расстояния между антеннами
Рис. 2.6. Поправочный коэффициент, учитывающий отличие
мощности передатчика от 10 Вт
При расчете условий обеспечения заданной дальности радиосвязи минимальное значение уровня напряженности поля полезного сигнала на входе приемного устройства при котором обеспечивается высокое качество радиосвязи, принимается равным 20 дБ (10 мкВ/м).
Определение дальности радиосвязи производится по формуле:
,
где - коэффициент погонного затухания фидерного тракта передатчика и приемника соответственно;
и - длина фидерного тракта передатчика радиостанции ЦУС и приемника радиостанции ПСЧ соответственно, м;
- коэффициенты усиления антенн передатчика и приемника соответственно;
- поправочный коэффициент, величина которого принимается равной 0 дБ (в соответствии с графиком рис.4) при использовании радиостанций типа «Motorola», имеющих мощность излучения передатчика 10 Вт).
По полученной величине напряженности поля полезного сигнала на входе приемника и заданному удалению пожарной части от ЦУС с помощью графиков (рис. 2.5) определяется произведение высот подъема антенн . Из полученного произведения высот выбираются необходимые высоты стационарных антенн ЦУС и удаленной пожарной части .
Пользуясь изложенным выше алгоритмом расчета, можно определить максимальную дальность радиосвязи между ЦУС и пожарными автомобилями. В этом случае высота установки антенны на пожарном автомобиле принимается равной 2м.
Вывод:
На обеспечение гарнизона средствами оперативной связи принимаем радиостанции "ВЭБР - 40/8" и "ВЭБР-160/9", Motorola GM-660 16-канальная VHF/UHF возимая радиостанция, радиостанция Motorola GP360, также произведен выбор дополнительной аппаратуры системы оперативно-диспетчерской связи ЦУС. В результате проведенных расчетов выявлено, что в сети связи будет обслужено 99,9% поступивших по линиям связи «01» вызовов, сеть связи способна обслужить в среднем 0,54 вызова в минуту, среднее число занятых линий – 1, следовательно, при установившемся режиме работы сети связи будет занята лишь одна линия связи, остальные будут свободны, т.е. достигается высокий уровень эффективности обслуживания вызовов – 99,99 % всех поступивших вызовов. Необходимое число диспетчеров – 2.
3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ И ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЖАРНОЙ ОХРАНОЙ (АССОУПО)
В условиях быстро растущих городов, что влечет за собой резкое возрастание информационного потока вызовов-сообщений, что ведет к увеличению суммарной нагрузки на диспетчерский состав дежурной смены ЦУС и ощутимым издержкам во времени обслуживания поступающих сообщений о пожарах.
Издержки возникают за счет потерь времени диспетчером на выбор имеющихся в распоряжении гарнизона сил и средств с учетом их состояния, на установление связи, выдачу приказов и контроль их исполнения, на текущую регистрацию всех видов поступающей на ЦУС информации.
Основным назначением АССОУПО является создание автономной автоматизированной системы управления силами и средствами гарнизона пожарной охраны или как часть комплексной автоматизированной системы управления (АСУ) пожарной охраны крупного административного центра.
На центр АССОУПО возлагаются следующие функции:
- управление работой оперативно-диспетчерской службы;
- управление пожарными частями ГПО;
- обеспечение руководителей тушения пожаров необходимой информацией;
- управление силами и средствами гарнизонов;
- текущее и перспективное планирование оперативно-служебной деятельности;
- обеспечение необходимой информацией подразделений и служб пожарной охраны для принятия управленческих решений по различным направлениям деятельности;
- совершенствование процесса управления путем автоматизации решения новых задач;
- качественная эксплуатация программного, информационного и технического обеспечения АССОУПО;
- развитие и совершенствование информационной базы АССОУПО;
- разработка и реализация решений по совершенствованию процесса использования технических средств обработки информации;
- обеспечение качественного технического обслуживания комплекса технических средств АССОУПО.
3.2 Организационно-функциональная структура АССОУПО
Организационно-функциональная структура АССОУПО включает в себя центр АССОУПО, УПО, ОПО, пункты связи пожарных частей, службы взаимодействия, объекты защиты.
АССОУПО состоит из следующих взаимосвязанных составных частей (систем):
- система оперативно-диспетчерского управления (СОДУ);
СОДУ условно разделена на две подсистемы: вычислительную подсистему и подсистему телеобработки данных, предназначенные для решения оперативно-тактических задач управления силами и средствами пожаротушения.
- система оперативно-диспетчерской связи (СОДС);
СОДС состоит из двух подсистем: подсистемы оперативно-диспетчерской радиосвязи (СОДРС) и подсистемы оперативной диспетчерской телефонной связи (СОДТС), предназначенных для сбора и обмена информацией между подразделениями, службами, оперативным составом и мобильными подразделениями, а также заявителями и службами города;
- система организационного и правового обеспечения (СОПО);
СОПО включает в себя нормативно-правовую и организационно-техническую документацию, устанавливающую и закрепляющую порядок создания, цели, задачи, структуру, функции и правовой статус подразделений АССОУПО и предназначенную для обеспечения эффективного функционирования системы;
- информационно-управляющая вычислительная система (ИВС);
ИВС состоит из ряда подсистем, обеспечивающих автоматизацию функций управления надзорно-профилактической и административно-хозяйственной деятельностью пожарной охраны.
3.3 Состав основных подсистем центра АССОУПО
В основу построения АССОУПО в гарнизоне должны быть положены типовые решения, однако для каждого конкретного гарнизона пожарной охраны могут быть свои особенности. На этапе проектных изысканий следует детально проанализировать существующую СОДС гарнизона, исследовать ее характеристики, определить степень ее пригодности для функционирования АССОУПО. Кроме того, необходимо провести детальное технико-экономическое обоснование целесообразности автоматизации функций той или иной подсистемы АССОУПО.
3.4 Технические показатели АССОУПО
Согласно:
- время обслуживания первичной заявки о пожаре, поступившей по линии "01", - не более 35 с;
- время обработки вычислительной подсистемой первичной заявки
- не более 5 с;
- время выдачи на экраны устройств отображения оперативно-справочной информации объемом в один кадр - не более 10 с;
- время передачи сигналов из ПСЧ в центр АССОУПО, фиксирующих убытие-прибытие техники, - не более 10 с;
- максимальное количество одновременно обслуживаемых заявок о пожарах - 20;
- коэффициент готовности вычислительного комплекса должен быть не ниже 0,995;
- средняя наработка системы на отказ при выполнении функции высылки техники на пожар - не менее 500 часов при вероятности безотказного выполнения данной функции 0,95;
- вероятность появления ошибки в составе техники, выбранной для ликвидации пожара, - не более 0,0001.
Так же осуществляется постоянный контроль основных технических показателей АССОУПО, предназначен для оценки качества функционирования АССОУПО. Контроль технических показателей проводится при помощи специальной тест-программы и обработки статистической информации о процессе управления путем сравнения полученных величин основных оперативно-технических показателей со значениями показателей, допустимыми для данного комплекса АССОУПО.
При отклонении величины хотя бы одного основного оперативно-технического показателя за пределы допустимых для него значений качество функционирования АССОУПО считается неудовлетворительным. При этом персоналом центра АССОУПО должны быть приняты меры по диагностике и устранению причин ухудшения качества функционирования АССОУП
3.5 Расчет приведенных затрат на построение и эксплуатацию
АССОУПО.
1. Годовой фонд заработной платы производственных рабочих по облуживанию и техническому содержанию - . Для обслуживания в гарнизоне имеется 2 штатные должности инженеров-программистов ЦУС. Увеличение годового фонда заработной платы для создания новой системы не требуется.
2. стоимость аппаратно – программного комплекса с учетом накладных расходов представлена в табл. 3.1 и составляет 2578500 руб.
3. Стоимость запасных частей и материалов (ЗИП) рассчитывается по
формуле:
4. С учетом круглосуточной работы 11 компьютеров ЦУС и проекционного
телевизора - стоимость электроэнергии потребляемой аппаратурой составит:
=0,47*21*0,3*8760*0,8=20751руб./год.
Таблица 3.1
Спецификация оборудования для реализации предлагаемой схемы АССОУПО
|
Наименование оборудования |
Имеется шт. |
Требуется шт. |
Стоимость С, руб. |
|
Сервер HP Proliant DL120 R05 |
1 |
1 (1 резерв) |
1х22805 |
|
ПЭВМ РМ диспетчеров ПСО Celeron Dual-Core E1500 |
1 |
1 |
Имеется |
|
ПЭВМ РМ диспетчеров ПСЧ Celeron Dual-Core E1500 |
1 |
13 |
10х12990 =129900 |
|
Источники бесперебойного питания GE Digital Energy ML350 |
1 |
1+1+1=3 |
3х2825= 8475 |
|
Лазерный принтер Xerox Phaser 3117 |
2 |
2+1=3 |
3х3590=10770 |
|
Сетевая карта «Genuis GE 3000» ЦУС |
3 |
3 |
Имеется |
|
Факс-модем «USR Courier 33600 » |
1 |
2 |
2х2500=5000 |
|
СОДС «НАБАТ» |
1 |
2 |
1х6000=6000 |
|
УПАиФ «Панасоник» |
1 |
3 |
3х1500=4500 |
|
Проектор |
1 |
1 |
Имеется |
|
Устройство сопряжения (оригинальное) |
1 |
1 |
Имеется |
|
АКИП (оригинальная) |
70 |
70 |
70000 |
|
ВСЕГО |
257450 |
||
|
Накладные расходы от стоимости оборудования |
1,2% |
3100 |
|
|
ВСЕГО |
260550 |
где: - соответственно стоимость 1 кВт, равная 0,47 рубля;
- количество систем и приборов электропотребителей АССОУПО;
- потребляемая мощность по отдельным системам и приборам, равная 0,3 кВт;
- среднее время работы аппаратуры, равное 8760 часам (т.к. аппаратура работает круглосуточно в течение всего года);
- коэффициент потерь, равный 0,8.
5. Прочие расходы () принимаются в размере 7% от расчетного фонда
заработной платы - и составляют:
= 0,07·0 = 0 руб./год.
6. Накладные расходы рассчитываются по формуле:
=0,1(0+26055+20751)=4680,6 руб./год.
7. Общие эксплуатационные расходы:
Сэкс=Сзп+Сзч+Сэл+Спр+Снр=0+26055+20751+0+4680,6=51486,6 руб./год.
8. Обобщенные затраты на построение и эксплуатацию системы:
Собщ= Сэкс+Ен Cапп = 51486,6 + 0,15·260550=90569,1 руб./год.
Вывод:
Исходя из результатов расчетов, можно сделать вывод, что автоматизированную систему в данном виде целесообразно внедрять в подразделения пожарной охраны гарнизона, т. к. предотвращенный материальный ущерб от пожара за счет применения АССОУПО (или положительный результат ее применения) почти в два раза больше затрат на ее построение и эксплуатацию.
Заключение
В результате проделанной работы были разработаны структурные схемы автоматизированных систем связи и оперативного управления силами и средствами в гарнизонах пожарной охраны, а так же произведен выбор необходимых технических средств, которые помогут реализовать данные схемы и организовать бесперебойное рабочие состояние. Помимо этого удалось обосновать, что система автоматизированной связи оптимальна, обеспечивает своевременное получение первичной информации о возникновении пожара, управление действиями пожарных подразделений при тушении пожара, а так же решение других специальных вопросов и тактических задач. Организация оптимальной системы связи обеспечивает взаимный обмен оперативной информацией между всеми подразделениями гарнизона пожарной охраны при высоком качестве и надёжности связи. Поэтому делаем вывод, что поставленная цель достигнута, а задачи выполнены.
1. Устав службы пожарной охраны. // Приложение 1 к приказу МВД России от 05.07. 1995 г. №257. - М.: 1996. - 55 с.
2. Словарь основных терминов и определений. // Справочное приложение к Руководящему документу «Основные положения развития Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации».
3. Федеральный закон «О пожарной безопасности». - М.: РФ, 2010. - 48 с.
4. Наставление по службе связи Государственной противопожарной службы Министерства внутренних дел Российской Федерации. // Приложение к приказу МВД России от 30.06. 2000 г. №700. – М.: МВД РФ, 2000. - 133 с.
5. Зыков В.И. Методические указания и контрольные задания на расчетно-графические работы по курсу “АСУ и связь”. Для слушателей факультета заочного обучения. - М.: МИПБ МВД РФ, 2009 – 77с.
6. Яхнис Л.Н. Автоматизация оперативной связи. - М.: Связь, 2011. - 120 с.
7. Шаровар Ф.И. Автоматизированные системы управления и связь в пожарной охране. - М.: Радио и связь, 2007. - 303 с.
8. Оценка экономической эффективности автоматизирован ной системы управления пожарной охраной: Метод, рек. - М.: 2010.