Курсовая работа: Разработка системы связи автоматизированной системы оперативного управления гарнизона пожарной охраны

Оглавление

Введение

1. Разработка структурной схемы и расчёт основных характеристик системы оперативной связи гарнизона ПО

1.1 Разработка структурной схемы системы оперативной связи гарнизона ПО

1.2 Расчет основных характеристик системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны

1.2.1 Расчет числа резервных каналов связи для обеспечения требуемой надежности системы связи

1.2.2 Определение интенсивности входного потока вызовов, поступающего на ЦУС по линиям «01»

1.2.3 Расчет оперативности и эффективности функционирования системы радиосвязи

1.3 Расчет и выбор высот установки антенн стационарных радиостанций

1.4 Разработка структурной схемы системы проводной связи гарнизона ПО

1.5 Выбор перечня технических средств связи и оперативного управления для заданного гарнизона ПО

2. Разработка структурной схемы и расчет основных характеристик АСОУПО

2.1 Расчет характеристик пропускной способности и показателей экономической эффективности АСОУПО

2.1.1 Определение необходимого количества диспетчеров на центре АСОУПО

2.1.2 Определение количества каналов связи для передачи приказов в ПЧ и получения подтверждений выполнения приказов

2.1.3 Оценка характеристик пропускной способности АСОУПО

2.1.4 Расчет показателей экономической эффективности АСОУПО

2.2 Выбор перечня технических средств для организации АСОУПО

Заключение

Список литературы

Введение

Автоматизированная система управления (сокращённо АСУ) -- комплекс аппаратных и программных средств, а также персонала, предназначенный для управления различными процессами в рамках технологического процесса, производства, предприятия. АСУ применяются в различных отраслях промышленности, энергетике, транспорте и т. п. Термин «автоматизированная», в отличие от термина «автоматическая», подчёркивает сохранение за человеком-оператором некоторых функций, либо наиболее общего, целеполагающего характера, либо не поддающихся автоматизации. АСУ с Системой поддержки принятия решений (СППР), являются основным инструментом повышения обоснованности управленческих решений.

Функции АСУ

Функции АСУ устанавливают в техническом задании на создание конкретной АСУ на основе анализа целей управления, заданных ресурсов для их достижения, ожидаемого эффекта от автоматизации и в соответствии со стандартами, распространяющимися на данный вид АСУ. Каждая функция АСУ реализуется совокупностью комплексов задач, отдельных задач и операций. Функции АСУ в общем случае включают в себя следующие элементы (действия):

планирование и (или) прогнозирование;

учет, контроль, анализ;

координацию и (или) регулирование.

Необходимый состав элементов выбирают в зависимости от вида конкретной АСУ. Функции АСУ можно объединять в подсистемы по функциональному и другим признакам.

Цели автоматизации управления

В общем случае, систему управления можно рассматривать в виде совокупности взаимосвязанных управленческих процессов и объектов. Обобщенной целью автоматизации управления является повышение эффективности использования потенциальных возможностей объекта управления. Таким образом, можно выделить ряд целей:

Предоставление лицу, принимающему решение (ЛПР), релевантных данных для принятия решений

Ускорение выполнения отдельных операций по сбору и обработке данных

Снижение количества решений, которые должно принимать ЛПР

Повышение уровня контроля и исполнительской дисциплины

Повышение оперативности управления

Снижение затрат ЛПР на выполнение вспомогательных процессов

Повышение степени обоснованности принимаемых решений

Из указанного выше можно сделать вывод об актуальности темы курсового проекта. Целью является проектирование для заданного гарнизона ПО систему связи и автоматизированную систему оперативного управления силами и средствами гарнизона. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать структурную схему системы оперативной связи гарнизона ПО и дать ее краткое описание.

2. Рассчитать основные характеристики функционирования системы оперативной связи гарнизона ПО.

3. Провести расчёт и выбор высот установки антенн стационарных радиостанций, обеспечивающие заданную дальность радиосвязи.

4. Выбрать перечень технических средств связи и оперативного управления для заданного гарнизона ПО.

5. Рассчитать основные характеристики функционирования АСОУПО и обосновать целесообразность её внедрения.

6. Разработать схему технической реализации АСОУПО.

7. Выбрать перечень технических средств для реализации АСОУПО.

Задано:

гарнизон пожарной охраны имеет центр управления в кризисных ситуациях (ЦУКС), NПЧ =12 пожарных частей; особо важных объектов (ОВО) - 5 и районных АТС 5.

интенсивность повреждения канала связи лП =0,0006 1/ч;

время работы канала связи tp = 636 ч;

среднее время переговора в сети специальной связи по линиям «01» =1,69 мин.; оперативный связь гарнизон антенна

коэффициент готовности аппаратуры Kг = 0,74;

время занятости диспетчера обработкой принятого вызова Tобс1 =4,08мин.;

коэффициент занятости диспетчера Kд =0,59;

число радиостанций в радиосети N =12;

время переговора в радиосети TПР = 0.33 мин.;

непроизводительные затраты времени TН = 0,29 мин.;

минимальное значение напряженности поля полезного сигнала

Eмин. = 20 дБ;

тип коаксильного кабеля РК75-17-17;

длина фидерного тракта передатчика радиостанции ЦУКС l1 =20м;

длина фидерного тракта приемника радиостанции ПЧ l2 =20м;

величина превышения допустимого уровня мешающего сигнала

?Eдоп = 5 дБ;

Таблица 1.1 - Интенсивность поступающих вызовов по часам суток для сети проводной связи

Таблица 1.2 - Интенсивность поступающих вызовов по часам суток для сети радиосвязи

Таблица 1.3 - Местоположение пожарных частей

Таблица 1.4 - Местоположение районных АТС

Таблица 1.5 - Местоположение особо важных объектов

1. Разработка структурной схемы и расчёт основных характеристик системы оперативной связи гарнизона ПО

1.1 Разработка структурной схемы системы оперативной связи гарнизона ПО

Структурная схема системы оперативной связи гарнизона ПО представляет собой упорядоченную совокупность различных видов проводной и радиосвязи, которая предназначена для обеспечения управления силами и средствами гарнизона ПО, обмен служебной информацией между подразделениями гарнизона ПО и внешними абонентами города, а также обмен оперативной информацией между экстренными спасательными службами. Из схемы видно, ЦУКС имеет разветвлённую сеть линий и каналов связи, основные из которых обеспечивают круглосуточную связь с пожарными частями (ПЧ), специальными службами города (ССГ), местными административными органами (АО), потенциально - опасными объектами (ПОО) и социально - значимыми объектами (СЗО). Для повышения надёжности (живучести) систем связи используют несколько дублирующих друг друга линий связи. Линии связи ЦУКС и ПЧ включают прямые (некоммутируемые) телефонные линии связи, линии АТС полной значности, специальную связь по линиям «01», радиосвязь, факсимильную и телеграфную связь. Связь ЦУКС с ССГ осуществляется по прямым некоммутируемым линиям связи, по линиям АТС и по линиям спецсвязи «01» через узел спецсвязи (УСС). Связь ЦУКС потенциально - опасными объектами (ПОО) и социально - значимыми объектами (СЗО) по прямым линиям связи, по линиям АТС и высокочастотным (ВЧ) каналам. Высокочастотные каналы, как правило, служат для передачи дискретных сигналов, в частности, от датчиков контроля автотранспорта, находящихся в депо пожарных частей, а также от аппаратуры автоматической пожарной сигнализации, установленной на охраняемых объектах.

При наличии в городе совмещённой охранно-пожарной сигнализации ЦУКС и ПЧ имеют связь по прямым линиям связи и по линиям АТС с пунктами централизованной охраны (ПЦО). Сигналы, принятые на ПЦО от совмещённых объектовых устройств тревожной сигнализации, передаются на ЦУКС или в пожарную часть.

1.2 Расчет основных характеристик системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны

1.2.1 Расчет числа резервных каналов связи для обеспечения требуемой надежности системы связи

Устойчивость системы оперативной связи, состоящей из n каналов связи (например, система связи состоит из одного основного и нескольких резервных), характеризуется вероятностью ее безотказной работы:

, (1)

Где - вероятность безотказной работы i-го канала связи:

- интенсивность повреждения канала связи; - время работы канала связи.

Величина вероятности безотказной работы одного канала связи

По приведенной в задании требуемой вероятности безотказной работы системы Pmp определяем необходимое количество каналов Nmp преобразуя (1) следующим образом:

Pmp= 1-,

1-Pmp=.

Прологарифмируем последнее выражение

= .

Определяем требуемое количество каналов системы связи

Nmp = =2.4

Таким образом, для обеспечения требуемой надежности системы связи необходимо иметь 3 канала связи.

1.2.2 Определение интенсивности входного потока вызовов, поступающего на ЦУКС по линиям «01»

Гистограмма распределения числа вызовов, поступающих в течение суток по линиям спецсвязи «01» на ЦУКС гарнизона, представлена на рис. 1.2 (строится на основании статистических данных табл. 1.1).

Рис. 1.2. Гистограмма распределения числа вызовов по часам суток в сети спецсвязи «01».

Интенсивность входного потока вызовов в течение суток определяется по формуле:

где N - общее число поступивших вызовов в течение суток.

Средняя интенсивность поступающих на ЦУКС вызовов определяется как:

В заданном гарнизоне интенсивность входного потока вызовов в течение суток составляет выз./мин, а средняя интенсивность составляет = 8,78 выз./ч.

1.2.3 Расчет оперативности и эффективности функционирования системы радиосвязи

Оперативность радиосвязи характеризуется вероятностью того, что информация от одного абонента к другому будет передана в течение времени, не более ранее заданного:

Q=P[(TПр+TН)?ТОП], (2)

Где TПр - время «чистого» переговора в радиосети; ТН - непроизводительные затраты времени на набор номера абонента, посылку вызова и т.п.; ТОП - заданная величина времени, определяющая оперативность связи (критерий оперативности).

В случае, когда надежность и качество радиоканала идеальны, оперативность радиосвязи оценивается по формуле:

Q=P0+P1, (3)

где P0 - вероятность того, что радиоканал свободен;

Р1 - вероятность того, что радиоканал занят, но ожидающих нет.