Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Матлин Г.М. Проектирование оптимальных систем производственной связи

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
22.55 Mб
Скачать

одной частоте, то достоинствами прямой радиотелефонной связи

являются:

1 ) возможность быстрой передачи циркуляра и проведения совещаний;

2 ) постоянный контроль за состоянием радиоканала;

3) возможность прерывания ведущегося по сети разговора в экстренных случаях.

При организации радиосетей стремятся к тому, чтобы в каж­ дую сеть были включены тяготеющие друг к другу абоненты. На­ пример, радиосеть диспетчера строительного управления должна обеспечивать ему возможность связаться с объектами строитель­ ства и т. д. Если количество радиостанций, которое необходимо включить в одну сеть, не обеспечивает требуемого качества связи, то из этих радиостанций формируются две или более радиосетей. Радиосети делятся либо по частоте, либо по времени. При разде­ лении по частоте у тех абонентов, которые должны иметь связь с абонентами, работающими через радиостанции, включенные в разные сети, должно размещаться соответствующее количество ра­ диостанций. При разделении по времени устанавливается распи­ сание для вхождения ів связь каждой радиостанции.

Модель процесса доставки информации. Процесс соединения двух абонентов состоит из следующих операций: снятия микроте­ лефонной трубки с корпуса радиостанции, нажатия тангенхы, вы­ зова требуемого абонента голосом с использованием позывных вы­ зываемой и своей станции (двукратное повторение), отжатая тавгенты, манипуляции на вызываемой станции для ответа.

Непроизводительные затраты времени в сетях некоммутируемой радиотелефонной связи возникают за счет того, что одним ка­ налом пользуется большая группа абонентов. Поэтому в ряде слу­ чаев возможна такая ситуация, когда во время ведущегося раз­ говора один или несколько абонентов ожидают освобождения ра­ диоканала для начала передачи. Оценка подобной ситуации про­ изводится с помощью аппарата теории массового обслуживания (см. разд. 2 .1 ).

Вероятность наличия ожидающих освобождения радиоканала зависит от числа радиостанций в сети и величины нагрузки, соз­ даваемой ими. При малом количестве радиостанций, включенных в каждую радиосеть и создающих небольшую нагрузку, будет не­ доиспользование радиочастот, дефицитность которых была отме­ чена выше. Наоборот, при перегрузке радиосети возрастает время ожидания, что затрудняет пользование радиосвязью. Поэтому надо стремиться к такой загрузке радиосети, которая позволила бы эф­ фективно использовать выделенную радиочастоту при допустимом времени ожидания.

В табл. 4.2 была приведена модель процесса доставки инфор­ мации в сети прямой радиотелефонной связи, которая с достаточ­ ной степенью точности может быть использована для представ­ ления указанного процесса при связи диспетчера с подвижным або­

8*

— 227 —

 

\

нентом, подвижного абонента с диспетчером и подвижных абонен­ тов между собой, т. е. практически во всех возможных ситуациях. В соответствии с этой моделью сеть может находиться в 8 состоя­ ниях, а если принять, что качество и надежность тракта идеальны, то всего в двух состояниях.

Алгоритм расчета эффективности функционирования. Примем, что качество и надежность разговорного тракта идеальны. Тогда

в соответствии с определением

эффективности функционирования

и моделью сети прямой радиотелефонной

связи эффективность

функционирования

 

 

 

Е

=

с

(4.6)

 

* и “t “ ■* п

 

 

â оперативность связи

 

 

 

Q ~ <7г-

 

(4.7)

Вероятность отсутствия непроизводительных затрат времени в процессе установления соединения q2 удобно рассматривать как

сумму двух вероятностей:

= <7 го + <7 гь где q20— вероятность того,

что радиоканал свободен

и ожидающих не имеется; q2i — вероят­

ность того, что радиоканал занят, но ожидающих не имеется. Рас­ сматриваются три возможных состояния сети: 1 ) радиоканал сво­ боден; 2 ) 'радиоканал занят, но ожидающих не имеется; 3) радио­ канал занят и имеются ожидающие. Непроизводительные затраты времени на ожидание освобождения радиоканала будут только

при наличии ожидающих. Вероятность

этих

затрат

/?2 = 1 —<7 г=

— 1 -----<720— <721.

 

 

 

 

 

 

Очевидно, эффективность функционирования сети

 

Е — <720+ <721+ (1 -<720--[<?2l)

"--f

'>

(4.6')

 

 

 

 

* И ~ Г

* п

 

Здесь

Q — <7го</2Ь

 

 

(4.7')

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

(4.8)

 

Е

ѵ\

 

 

 

 

&TR)k

 

 

 

 

 

 

 

(v -k )\

 

 

<721

 

v % T „

 

 

 

(4.9)

 

ѵ\

 

 

 

 

 

( Ь Т ш )к

 

 

 

φχ=0 (v -k)\

 

 

 

V

(А—1

) Ol

 

 

 

 

Е

 

 

 

 

(о — А)! (KT»)k

 

 

ті тт =

k—2

 

(4.10)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ѵ\

( А ТфЬ

k=Q (v — k)\

— 228 —

В ф-лах (4.8) —(4.10) величина ѵ — количество радиостанций, работающих на одной частоте; й — интенсивность потока вызовов, создаваемого в чин одной радиостанцией. Нетрудно видеть, что нагрузка, создаваемая одной радиостанцией в чнн, у=!кТа.

Численные результаты и оптимизация сети. На основе изложен­ ного выше алгоритма могут быть составлены программы расчета па различных ЭВМ величины эффективности функционирования сети прямой радиотелефонной связи. Полученные на ЭВМ «Наири» результаты приведены в виде графиков на рис. 4.28—4.36. На рис. 4.28 показаны зависимости основных характеристик радио­ сети (при й= 2,5 выз./ч и 7’н = 0,5 мин) от числа радиостанций в сети V.

Как видно, эффективность функционирования сети с ростом числа станций монотонно уменьшается, так как резко возрастают непроизводительные затраты времени на ожидание освобождения занятого радиоканала (рис. 4.29). При постоянной величине на­ грузки вероятность застать радиоканал свободным (Цго) при уве­ личении числа станций также уменьшается. Однако пока величина

<7 2

о> 0

,

5

вероятность

того, что в

сети имеется ровно один вызов

(</2

і),

 

возрастает при увеличении

числа станций. Если величина

< / 2

о

< 0

, 5

,

возрастают

вероятности

поступления в сеть 2 , 3 и более

вызовов, вследствие чего вероятность Ци начинает уменьшаться.

Максимум функции

в зависимости от числа станций имеет мес­

то при

 

 

 

 

 

 

И

 

 

(ü—k)\ ■ук

 

к=0

(4.11)

 

^макс<72і

 

 

А

£

Ы

 

dv

k)\ Ук

 

 

fr=n

 

Формула (4.11) получена по аналогии с известным свойством простейшего потока, заключающимся в том, что вероятность по­ ступления в течение промежутка времени длительности t точно к требований достигает наибольшего значения при t=k/X.

На рис. 4.30 представлена зависимость оперативности связи Q

от числа радиостанций в сети при различных

величинах нагрузки

у = XTи. В отличие от эффективности функционирования оператив­

ность радиосвязи

однозначно

определяется

только величиной

нагрузки:

 

 

 

 

У20Яп=

ѵу

(4.12)

Q

- , 2

Ё—А)! ук

Lfc=0

— 229 —

230

Рис. 4.28. Зависимости основных характера-

Рис. 4.29. Зависимость времени ожидания

стик радиосети

от числа радиостанций

освобождения занятого радиоканала от

числа радиостанций при разных значениях

 

 

налрувки

На рис. 4.30—4.36 приведены зависимости эффективности функ­ ционирования и оперативности связи от числа радиостанций, числавызовов в чин и продолжительности разговора. Пользуясь этими

Рис. 4.30. Зависимость оперативности связи в радио­ сети от числа радиостанций при разных значениях величины нагрузки

Рис. 4.31. Зависимость величины Е

Рис. 4.32. Зависимость

величины

È

радиосети от числа радиостанций при

радиосети от числа радиостанций при

разных значениях величины продол­

разных значениях интенсивности

по­

жительности разговора Ги

тока вызовов

%

 

— 23,1 —

Рис. 4.33. Зависимость оперативности связи радиосети от интенсивности по­ тока вызовов при разных значениях величины продолжительности разго­ вора Ти

Рис. 4.34. Зависимость величины Е радиосети от интенсивности потока вызовов при разных значениях ве­ личины продолжительности разговора

Тл

Рис. 4.35. Зависимость оперативности связи радио­ сети от продолжительности разговора при разных значениях величины интенсивности потока вы­ зовов X

— 232 —

кривыми, -можно установить .ко­ личество радиостанций, которое должно работать в радиосети при заданных условиях (напри­ мер, при определенных величинах эффе ктивности фуи кционир-оіва- ния, оперативности связи или времени непроизводительных за­ трат), количество радиосетей, ко­ торое должно быть организовано для обеспечения связи ѵ радио­ станций, и решить другие вопро­ сы построения прямой радиоте­ лефонной связи.

Рис. 4.36. Зависимость величины Е радиосети от продолжительности раз­ говора при разных значениях интен­ сивности потока -вызовов X

4.6. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ГРОМКОГОВОРЯЩАЯ СВЯЗЬ

Назначение. На промышленных предприятиях и стройках ис­ пользуются два вида производственной громкоговорящей связи

(ПГС):

а) с центральными усилителями — для озвучения открытых пространств, производственных территорий и помещений с целью передачи односторонних распоряжений, оповещения и поиска не­ обходимых работников;

б) с абонентскими усилителями — для организации двух- и мно­ госторонней связи между отдельными участками, связанными меж­ ду собой технологически.

Схема организации связи. П р о и з в о д с т в е н н а я г р о м к о ­ г о в о р я щ а я с в я з ь с ц е н т р а л ь н ы м и у с и л и т е л я м и организуется путем установки локальных радиотрансляционных узлов или усилителей на соответствующих объектах. В усилители включаются линии (фидеры) с громкоговорителями, размещаемы­ ми по всей озвучиваемой территории. Поскольку информация, передаваемая по сети ПГС с центральными усилителями, носит оперативный характер, то обычно основным оператором, осущест­ вляющим передачи по данной сети, является диспетчер. В соот­ ветствии с этим во всех диспетчерских пунктах, которые оснаща­ ются такой связью, как правило, организуется дистанционное уп­ равление \(,включение -и выключение; іперевод из экономичного де­ журного режима, когда выключено анодное напряжение электрон­ ных ламп, в рабочий; осуществление передачи) работой усилите­ лей непосредственно с диспетчерского коммутатора. В тех случаях,

— 233 —

когда имеется широкий круг лиц, пользующихся рассматриваемой сетью связи, находят применение схемы, позволяющие дистанцион­ но осуществлять передачи по сети ПГС с центральными усилите­ лями не только с диспетчерского коммутатора, но и с телефонных аппаратов ПАТС путем набора соответствующего номера (см. разд. 4.2).

Количество громкоговорителей, которое необходимо установить для полного озвучения какой-либо территории, рассчитывается ис­ ходя из уровня и спектра производственных шумов. Данные из­ мерений уровней производственных шумов в некоторых наиболее характерных подразделениях строительства показывают, что: а) уровни всех производственных шумов находятся в пределах 60—94 дБ; б) уровни шумов на аналогичных объектах (автобазы, управления механизации и т. д.) примерно совпадают. Кроме того, измерениями установлено, что максимальные значения уровня шу­

мов на объектах

строительства

имеют

малую

длительность

по

сравнению со средним уровнем

(до 15-Г-20 с). Б

качестве примера

на рис. 4.37 приводится гистограмма распределения уровней

шу-

А

 

 

 

 

 

 

 

Ң

 

 

 

 

 

 

 

0,15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,10

 

 

 

1— .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,05

 

 

 

 

 

 

0,05

 

 

 

 

 

 

 

0,03

 

 

 

 

— 1—

 

 

0,02

1

 

 

 

 

0,01

 

1__

 

 

 

 

 

 

ю

72

75 7в 78

80 82

85 80

А ш, дБ

 

Рис. 4.37. Гистограмма распределения уровней шумов во времени

мов во времени, определенных на одном из объектов строитель­ ства. Как видно, с наибольшей вероятностью появляется шум с уровнем 75 дБ; более высокие и более низкие по уровню шумы имеют очень малые вероятности появления.

Гистограмма позволяет сделать вывод, что расчет числа гром­ коговорителей по максимальному уровню производственных шу­ мов приведет к неоправданному увеличению полезной мощности, развиваемой громкоговорителями, так как фактическое отношение мощности полезного сигнала к мощности шумов в данном случае

— 234 —

будет больше требуемой величины. Поэтому число громкоговори­ телей следует рассчитывать по среднему (наиболее вероятному) значению уровней производственных шумов.

Установлено, что передаваемая по сети ПГС с центральными усилителями информация будет качественно принята на озвучи­ ваемой территории, если уровень полезного сигнала превышаем уровень шумов не менее чем на 5 дБ. Исходя из этого положения, рассчитывается требуемое число громкоговорителей на озвучи­ ваемой территории [7].

Схема организации сети ПГС с центральными усилителями приведена в табл. 4.2, а в случае обеспечения выхода с ПАТС на эту сеть — на рис. 4.4.

П р о и з в о д с т в е н н а я г р о м к о г о в о р я щ а я с в я з ь с а б о н е н т с к и м и у с и л и т е л я м и циркулярной системы приме­ няется там, где технологические операции выполняются последо­ вательно друг за другом (конвейер, поток и т. п.). Достоинствами такой системы являются:

а) передача производится с помощью самой простой манипу­ ляции — путем нажатия единственной на аппарате кнопки;

б) все абоненты осведомлены о ходе технологического процес­ са, так как они прослушивают івсе ведущиеся разговоры;

в) прием не требует никаких манипуляций (нажатия кнопки, снятия микротелефонной трубки и т. п.), что способствует дости­ жению большой оперативности в осуществлении передачи инфор­ мации (особенно команд и распоряжений), а следовательно, и в ее использовании (исполнение команд и т. п.);

г) аппараты ПГС этой системы очень просты и надежны в работе;

д) для работы системы требуется одна линия, соединяющая между собой всех абонентов сети.

Недостатком данной системы является то, что каждый абонент вынужден прослушивать все ведущиеся разговоры по сети. Прак­ тика показывает, что ів этих случаях абонент быстро утомляется.

Указанного недостатка лишена аппаратура ПГС избирательной системы. Для проведения разговора с нужным абонентом в данном случае необходимо на пульте ПГС нажать не одну единственную, а соответствующую этому абоненту кнопку. Возможно проведение и циркулярных переговоров. Аппараты рассматриваемой системы имеют более высокую стоимость, затраты на линейные сооружения также возрастают.

Отличие аппаратуры ПГС от диспетчерской телефонной с уси­ лителями было указано в 4.3. Схема организации сети ПГС при­ ведена в табл. 4.2.

Модель процесса доставки информации. іВ с е т я х п р о и з ­ в о д с т в е н н о й г р о м к о г о в о р я щ е й с в я з и с ц е н т р а л ь ­ н ыми у с и л и т е л я м и затраты времени на установление соеди­ нения состоят из величин rfTи U, обусловленных необходимостью (вы­ полнения технических операций (включение центрального усили-

— 235 —

теля, подключение микрофона, выбор требуемого фидера) и не­ достаточным качеством тракта передачи информации. Так как усилителем, как правило, пользуется один диспетчер, то затраты на подход и различного рода ожидания здесь отсутствуют. Вели­ чина tт находится в пределах от 0,5 до 3 с, если усилитель нахо­ дится в дежурном режиме, и составляет несколько минут, если усилитель выключен.

Качество производственной громкоговорящей связи зависит от уровня шумов в месте приема, расстояния абонента от громкого­ ворителя, высоты подвеса, угла наклона и типов применяемых громкоговорителей, типов усилителей и звукового давления на микрофон (при передаче). Методика расчета эффективного уровня формант, по величине которой определяется фразовая разборчи­ вость, была приведена в разд. 3.5.

При определении вероятностных характеристик следует учиты­ вать особенность производственной громкоговорящей связи с цент­ ральными усилителями, заключающуюся в том, что в данном слу­ чае информация передается, как правило, только в одном направ­ лении. Поэтому переспросы могут быть осуществлены только по другим сетям связи, что равносильно наличию срыва передачи ин­ формации в рассматриваемой сети.

До сих пор предполагали, что если какая-то часть информации будет одним абонентом не понята, он с вероятностью, равной еди­ нице, сделает переспрос. Можно считать, что для телефонной и радиосвязи это допущение является близким к действительности. Что касается производственной громкоговорящей связи с цент­ ральными усилителями, то здесь необходимо отметить следующее:

а) так как абонент не может переспросить непосредственно в процессе передачи, то он обратится за разъяснением (с исполь­ зованием другой сети связи) только в том случае, когда смысл переданного сообщения полностью непонятен или когда не были разобраны какие-то основные (например, цифры, фамилии и т. д.) моменты в переданном тексте;

б) тематика сообщений, передаваемых по сети ПГС с цент­ ральными усилителями, обычно ограничена, что облегчает пра­ вильное восприятие текста;

в) по сети ПГС с центральными усилителями любой текст

обычно передается дважды. При фразовой

разборчивости / = 0,963

в случае двойной передачи одного и того

же текста вероятность

отсутствия правильного восприятия текста будет равна (1— —0,968)2-<0,001, т .е. эта величина меньше заданной величины точ­ ности (выше мы принимали за-меру точности 0,001). Поэтому мож­ но считать, что при двойной передаче текста J zzl в том случае, если фразовая разборчивость единичной передачи равна 0,968 и более. Бели указанное условие не выполняется, то абоненты івыінуждены обратиться к лицу, передавшему информацию, за разъяснени­ ями, используя другие сети производственной связи.

236 — '

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ