Из изложенного следует, что система ПГС с центральными уси лителями может находиться только в двух состояниях:
1)потери отсутствуют — текст принят правильно, полностью или частично, но в последнем случае общий смысл его понят;
2)имеются явные потери — не восприняты какие-то важные моменты текста, требующие дополнительных справок, или смысл текста полностью непонятен.
Учитывая ограниченную тематику сообщений, можно предпо
ложить, что явные потери не появятся, если суммарная фразовая артикуляция будет свыше 0,97 (хорошее качество). Это соответ ствует фразовой артикуляции при однократной передаче сообще ния, равной 0,83. Вероятность отсутствия непроизводительных за трат времени из-за недостаточной артикуляции равна произведе нию вероятностей двух независимых событий:
а) уровень шума в месте приема, ограниченном определенной площадью, соответствует фразовой разборчивости не ниже 0,83 при однократной передаче текста;
б) абонент находится на таком расстоянии / от громкоговори теля, что фразовая разборчивость (при данном уровне шума) не меньше 0,83.
Таким образом,
^ 5 = ( 1- ^ ш ) ( 1- ^ ’
(4ЛЗ>
где Іа щ — время, в течение которого уровень шума выше уровня,
соответствующего фразовой разборчивости 0,83; 0 — время, в те чение которого абонент находится на таком расстоянии от громко говорителя, при котором в данных условиях фразовая разборчи вость меньше 0,83.
Среднее время непроизводительных затрат t5 может быть при нято равным величине Т = Тя+ Ти, где Гп, Та — относятся к сети производственной автоматической телефонной связи или соответ ствующим сетям диспетчерской связи.
Се т и д в у с т о р о н н е й 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
разделяются на избирательные (несколько
параллельных каналов
связи) и циркулярные (один канал обслу
живания) . В обоих случаях требуется определенное время на под ход к аппарату производственной громкоговорящей связи при ис ходящей связи (для нажатия кнопки) и нет надобности в этом подходе при всходящей связи (в таком аппарате имеется громко говоритель). Поскольку аппараты производственной громкоговоря щей связи устанавливаются для'организации технологической свя зи, то вероятность ожидания освобождения этого аппарата при исходящей связи от ведения предыдущей передачи информации практически равна нулю. Время, необходимое для установления соединения, как правило, составляет 0,5у-2 с.
В системах и циркулярной, и избирательной связи могут воз никнуть непроизводительные затраты времени, связанные с воз можностью поступления числа вызовов, превышающего количе-
— 237 —
етво каналов обслуживания. Формулы для расчета этих затрат приведены в разд. 2.1.
При циркулярной системе занятость вызываемого абонента ис ключена, если свободен канал связи. Поэтому <73=1 и ts= 0. Для Избирательной связи такая занятость может иметь место. Соответ ствующие формулы были приведены выше.
С точки зрения качества разговорного тракта производствен ная громкоговорящая связь с абонентскими усилителями (как цир кулярной, так и избирательной системы) может рассматриваться по аналогии с телефонной и радиосвязью, поскольку передача ин формации здесь также двусторонняя.
Алгоритмы расчета эффективности функционирования для всех сетей производственной громкоговорящей связи принципиально не отличаются от вышеизложенных, и здесь, во избежание повторе ний, не приводятся. Численные результаты расчетов во многом повторяют приведенные в предыдущих разделах, и читатель мо жет получить их самостоятельно. Задаваясь величиной эффектив ности функционирования или оперативности связи, можно опреде лить число громкоговорителей, абонентских пунктов, усилителей и т. д. приемами, описанными в предыдущих разделах. Вероят ность отсутствия затрат времени из-за недостаточного качества тракта определяется по ф-ле (4.13).
4.7.ТЕЛЕГРАФНАЯ, ФОТОТЕЛЕГРАФНАЯ СВЯЗЬ
ИПЕРЕДАЧА ДАННЫХ
На промышленных предприятиях и в строительстве в основном
используется а б о н е н т с к и й
т е л е г р а ф , хотя в некоторых
случаях применяются и с е т и
п р я м о й т е л е г р а ф н о й с в я з и
(на транспорте, в черной металлургии и т. д.). Схемы организа ции этих сетей приведены в табл. .4.2. Эффективность функциони рования сети абонентского телеграфа рассчитывается аналогично сети производственной автоматической телефонной связи, и про цесс установления соединения характеризуется теми же зависимо стями, которые были рассмотрены выше. Отличие состоит только во влиянии недостаточного качества тракта на суммарную эффек тивность. Как указывалось в разд. 3.5, механизм указанного вли яния для документированной связи несколько отличается от недо кументированной связи. Эффективность функционирования пря мой телеграфной связи рассчитывается аналогично прямой теле фонной связи и радиосвязи при числе абонентов в сети, равном двум (см. разд. 4.3), с использованием параметров, характеризую щих каждую конкретную сеть прямой телеграфной связи.
Ф о т о т е л е г р а ф н а я с в я з ь может осуществляться с ис пользованием как коммутационного оборудования АТС, так и пря мых линий. В первом случае эффективность функционирования сети ів основном определяется знамением этого показателя для АТС. Во втором случае решающее значение имеют качество трак-
— 238 —
та передачи и надежность аппаратуры. В обоих случаях время собственно передачи информации зависит в основном от конст рукции аппаратуры, но может зависеть и от качества тракта, так как при низком качестве возможна двойная, тройная и т. д. пере дача изображения, что соответственно увеличивает величину Г„,
В последние годы в связи с необходимостью передачи инфор мации на вычислительные центры разработана специальная аппаратура, получившая название а п п а р а т у р ы п е р е д а ч и д а н - н ы X (АПД) и обеспечивающая высокую скорость (до 2400 бод) и достоверность (10~6-М0-8) передачи цифровой информации по коммутируемым и некоммутируемым телефонным каналам. АПД может работать и по телеграфным каналам со скоростью 50-У-200 бод. Несомненно, что в ближайшем будущем АПД станет важнейшим элементом технической базы автоматизированных си стем управления. Некоторые схемы организации этих сетей при ведены в [111]. Эффективность передачи информации с помощью данной аппаратуры определяется схемой организации связи (на личием или отсутствием коммутации), параметрами коммутацион ных устройств (если они имеются), качеством и надежностью трак та передачи. Несмотря на некоторую специфичность сетей передачи данных, характеристики эффективности функционирования этих сетей могут быть определены аналогично рассмотренным выше для других сетей производственной связи.
4.8.АРЕНДА МЕЖДУГОРОДНЫХ КАНАЛОВ
Внекоторых случаях при организации связи в масштабе отрас ли, подотрасли, а иногда крупных промышленных и строительных объединений для передачи информации используются арендован ные междугородные каналы. Как известно, по существующим тари фам оплачивается все время арендования вне зависимости от фак тического занятия каналов, причем стоимость одной минуты арен дования канала и стоимость одной минуты «чистого» разговора, как правило, равны друг другу1).
При пользовании з а к а з н о й с и с т е м о й м е ж д у г о р о д но й с в я з и среднее время ожидания разговора зависит от общей величины телефонной нагрузки в данном направлении в общего сударственной системе междугородной связи. Можно считать, что среднее время ожидания предоставления абоненту заказанного междугородного разговора зависит не от создаваемой этим або нентом нагрузки, а от состояния сети общего пользования, которая в данном случае может рассматриваться как система с бесконеч ным количеством источников нагрузки. В этих предпосылках время ожидания разговора на сети общего пользования есть величина случайная, имеющая математическое ожидание То, которое для указанных условий прияиміается величиной постоянной: r 0=const. Денежные затраты на междугородные разговоры определяются
]) Здесь и ниже не учтено недавнее снижение цен на аренду каналов.
— 239 —
как Cor—60 су, где у — исполненная в рассматриваемый отрезок времени телефонная нагрузка, ч.-зан, которая в соответствии с пер вым толкованием нагрузки [24, 96] может быть представлена как общее время в долях часа-занятия междугородного канала дан ным абонентом по требуемому направлению; с — стоимость 1 мин разговора по требуемому направлению, руб.
П ри
а р е н д е м е ж д у г о р о д н ы х к а н а л о в
денежные
затраты
на содержание в течение одного часа п каналов
(без уче
та эксплуатационных расходов на междугородные узлы), как ука зывалось в самом начале данного раздела, не зависят от величины поступающей нагрузки и равны СА=60сп. Среднее время ожида ния заказанного разговора при аренде п междугородных каналов, наоборот, целиком определяется величиной нагрузки у = ХТп, где к — среднее число вызовов в единицу времени; Ги— среднее время разговора. Среднее время ожидания разговора, когда арен дуется п каналов, определяется по формуле
'Т
РпТ И
(4.14)
1 А
= ------ ,
п — у
где рп —- вероятность того, что все каналы заняты:
о -
уП
(4.15)
п
{п — \)\(п — у) Ра’
где ро— вероятность того, что все каналы свободны:
Ро — Л-1
1
(4.16)
ѴЧ У к
У п
S kl
+ (л-1)!(п - у)
fe=0
Таким образом, при аренде междугородных каналов время ожи дания разговора является функцией величины нагрузки, а величи на затрат от нагрузки не зависит. При заказной системе между городной связи, наоборот, величина затрат является функцией те лефонной нагрузки, а среднее время ожидания разговора представ ляет собой постоянную величину в указанном выше смысле.
При существующей тарифной системе денежные затраты на арендование канала (или каналов) больше величины С0г, так как всегда у <п . Следовательно, всегда обеспечивается неравенство: Сог< С а. С другой стороны, варьируя при данной нагрузке вели чиной л, можно добиться, чтобы было выполнено условие ГА< Г 0. В этом случае будет экономия во времени за счет того, что разго вор при арендовании каналов будет представляться раньше, чем при заказной системе междугородной связи. Поэтому, если извест на стоимость минуты сэкономленного времени ф>, то количество
каналов, которые должны
арендоваться, легко может быть опреде
лено ,из неравенства: СА—:Сог^ф/,!(Г0—Га)- Отсюда
п <
4Л (Го — Тд )
+ у.
60с
—240 —
По этой формуле подбором (так как величина Та зависит от числа каналов) находится п. Если /г ^ І, то арендование каналов экономически оправдано и должно производиться.
На практике величина ф, как правило, неизвестна и определе ние целесообразности аренды каналов чисто экономическими ме тодами не представляется возможным. Поэтому для решения ука занной задачи должен быть иримѳнен другой метод, основанный на сравнении загрузки арендованных каналов с ростом затрат. Если величина нагрузки, поступающей (при постоянном п) в те чение рассматриваемого отрезка времени, будет неограниченно возрастать, то наступит момент, когда величина Га 'станет равной величине Г0. В данном случае арендование каналов безусловно нецелесообразно, так как С0г<СА, а экономии по времени предос тавления междугородного разговора нет. Величина нагрузки, как следует из формулы для ТА, будет равна
У ^ п - р- ф - .
(4.17)
1О
Если у > у макс, то необходимо рассмотреть вопрос либо об арендо вании большего количества каналов, либо об использовании за казной системы междугородной связи. Следовательно, имеется
верхняя граница целесообразности
арендования канала, равная
у макс- Если у<Умакс, среднее время
ожидания в случае арендова
ния каналов меньше, чем при пользовании системой заказной меж дугородной связи, и абоненты имеют соответствующую экономию времени.
По мере роста величины поступающей телефонной нагрузки разница в величинах затрат СА—Сог = 60с(н—у)неуклонно умень шается и становится равной нулю при г/макс —п,когда арендова
ние каналов нецелесообразно из-за того, что Г0< Г А. Другими сло вами, равенство затрат достигается за пределами верхней границы целесообразности арендования канала (г/макс > г/макс)-
Таким образом, если нагрузка у< уи акс, то при арендовании междугородных каналов имеют место: 1) выигрыш по величине среднего времени ожидания разговора; 2) проигрыш по величине затрат. Введем относительные характеристики этих факторов. От носительный выигрыш по величине среднего времени ожидания
Г д
Р ц Г и
(4.18)
Хі = ~т7 ^
та{ п - у ) '
относительный проигрыш по величине затрат
X
= £ SL = É22L= JL
(4.19)
м
СА 60сп п
Оба показателя являются функциями величины телефонной на грузки. На рис. 4.38 приведены указанные зависимости при п= 1. Как видно, относительные характеристики хм и xt «зеркально»
— 241 —
отражают 'интересующие нас процессы: хм возрастает пропорцио нально уменьшению разницы в затратах, а xt увеличивается соот ветственно уменьшению разницы между величинами среднего време ни ожидания по рассматриваемым
системам организации связи.
При одном арендованном кана ле імеждугородной связи:
Ро 1
Уі Рп У! Т'А
Тя- У
Отсюда
Рис. 4.38. Зависимости x t =
Xt =
Іи
. У
(4.20)
= Ф ( у ) и х ж = Ф ( у ) при п = I
П
І —У
Для удобства рассмотрения целесообразно на рис. 4.38 пере нести начало координат в точку (1\ 1) и повернуть относительно данной точки систему координат так, чтобы прямая лгм стала осью абсцисс (на +135°). После этих операций выражения для введен ных нами относительных характеристик примут вид:
х‘ = 0'7{ ~ т£ г Д + ф
<4'2 1 )
+ Д
(4'22)
График зависимости xrt= <P(x'u) представлен на рис. 4.39. Из графика следует, что данная функция представляет собой пара болу, пересекающую ось абсцисс флД = 0) в двух точках:
\о
0,3
Ц8
Ц7 0,0 0,5 0,0 0,3 0,1 О,! у, ч-Щ
Рис. 4.39. Зависимость относительного выигрыша по
времени от относительного ироит.рыша по затратам
—242 —
Имен'но при таких значениях нагрузки аренда каналов абсо лютно неэффективна:
а) в первом случае из-за того, что среднее время .ожидания разговора становится равным Т0; проигрыш в затратах здесь ми нимальный;
б) во втором случае из-за отсутствия нагрузки — затраты не оправданы; проигрыш в затратах наибольший.
Таким образом, получен график зависимости выигрыша во вре мени от проигрыша в затратах. Эга функция имеет четко выражен ный максимум. При значениях х'мОммакс. выигрыш в среднем времени ожидания при арендовании канала 'возрастает относитель но увеличения проигрыша в затратах. Можно считать, что эта область значений x't соответствует эффективной аренде между городного канала. Следовательно, 'границами эффективности арен ды -междугородного канала являются величины
у ( ^ м а к с ) < У < 1 — ^‘ о >
где
y (x t м а к с ) — величина нагрузки,
соответствующая максимуму
Хи
При значениях нагрузки меньше
г/(х; макс) перерасход затрат
не дает ощутимого результата, так как абоненты обращаются к
междугородной связи
недостаточно
интенсивно. При
значениях
нагрузки больше
величины
т
указывалось
выше,
1-----как
Та
y (xtMSKC )■ Для, этого
канал перегружается. Определим величину
необходимо взять
первую производную х\ и приравнять ее нулю:
Ü i _
+
0 , 7 - ° '77'-
1
- 0.
dy
т0
( 1
- у ?
Отсюда
У 2—
2 у ф
1 —
=
0 .
' 0
Решив квадратное уравнение, получим
Перед радикалом необходимо взять знак минус. Тогда оконча тельно при п= 1 имеем
(4.23)
У ( Х * н я к с )
1
V Т 0 ■
Например, при Г и/Т о = 0 ,1
= I - V T J T O = 0 № .
— 243 —
Следовательно, пределами целесообразности аренды канала яв ляются величины нагрузки:
0,684 < t/< 1 — ~ = 0,9 . Л>
В общем случае следовало бы заменить параметрическую фор
му записи зависимостей х'( =Ф (у) и х ’ы
==Ф(у) функциональной
х \ = Ф (л/м) . Однако расчетные формулы
при этом оказываются
весьма громоздкими и неудобными для
практического использо
вания.
часы, в течение которых
Формула (4.23) позволяет определить
целесообразно арендовать междугородный канал. С этой целью фактическая нагрузка, поступающая ів каждый рассматриваемый час, сравнивается с величиной #(-*лмакс )• При n > 1 расчетная фор
мула для y (xt с ) получается с учетом зависимости величины х'(
от количества каналов, задаваемой ф-лой (4.18).
В заключение отметим, что аналогичные результаты можно получить при сравнении немедленной и скорой систем эксплуата ции междугородной телефонной связи с системой арендования ка налов. Однако при этом, как правило, существенно изменяется математическое ожидание времени предоставления разговора Го, которое приближается к величине ГА. Поэтому область целесооб разности арендования каналов значительно сужается.
Равенство стоимости 1 мин разговора по сравниваемым систе мам эксплуатации междугородной связи в некоторых случаях мо жет не обеспечиваться. Тогда в ф-лу (4.19) должен быть введен поправочный коэффициент, равный отношению стоимости 1 мин переговоров по заказной системе к такой же стоимости по арендо ванным каналам. Следует еще раз подчеркнуть, что из рассмотре ния были исключены затраты на эксплуатацию системы с арендо ванием каналов, которые составляют заметную величину для або нента, арендующего каналы.
Важно отметить, что сравнение выше производилось с учетом времени ожидания начала разговора. В ряде случаев этого оказы вается недостаточно и должна быть учтена пропускная способ ность сети, особенно для сетей передачи данных. В |[111] приводятся данные об экономической целесообразности арендования каналов для передачи данных в зависимости от длины линии связи и ряда других факторов.
Г Л А В А П Я Т А Я
Затраты на строительство и обеспечение функционирования систем
производственной связи
5.1. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМЫ СВЯЗИ И ПРИВЕДЕННЫЕ ЗАТРАТЫ
Принятие проектно-плановых решений осуществляется на осно ве экономической эффективности систем производственной связи.
Э к о н о м и ч е с к а я э ф ф е к т и в н о с т ь с и с т е м ы с в я з и — это отношение полученного результата к затратам, обеспечи вающим данный результат.
Выше при рассмотрении функционирования систем передачи ин формации нам были безразличны затраты на ее создание и поддер жание в работоспособном состоянии. Иное дело, если система связи рассматривается как экономический объект. Тогда можно' считать, что она функционирует за счет авансирования определен ных затрат для получения нужного результата. При этом должна учитываться необходимость дальнейшего расширения системы в бу дущем, связанная с общим экономическим ростом, увеличением кон тингента обслуживания и т. д.
Нетрудно видеть, что с помощью существующей системы связи можно достичь требуемых результатов двумя способами: либо за счет введения в действие резерва мощности, т. е. экстенсивным пу тем, либо за счет повышения эффективности функционирования си стемы, т. е. более «нте-нсіивным использованием имеющихся каналов и оборудования связи, Если имеющегося резерва мощности недо статочно для передачи требуемого объема сообщений, он может быть создан за счет соответствующих'капитальных вложений.
Сопоставление результатов, полученных от -системы связи, и затрат, произведенных на нее, требует измерения их в одних и тех же оценках.
При оценке затрат необходимо учитывать экономическую нерав ноценность капитальных вложений и эксплуатационных расходов. Известно, что больший объем единовременных капитальных вложе ний позволяет, как правило, в последующем эксплуатировать сис тему связи с меньшими текущими (эксплуатационными) затратами. Если текущие затраты Э являются функцией от капитальных зат рат С, то коэффициентом, определяющим соотношение указанных
—245 —
двух видов затрат, является первая производная функции Еа = — . dC
Производная Еп в дискретной форме при сравнении двух вариантов является известным нормированным коэффициентом экономической эффективности, который определяется как
Е '= Э і - Э ,
(5.1)
ь н — С і-С 2 ’
где Э1 , Э2— текущие (эксплуатационные) затраты
соответственно
по первому и второму вариантам; Сф С2 — капитальные зіатраты по этим вариантам.
Из ф-лы (5.1) следует, что из группы рассматриваемых вариан тов наиболее эффективен при прочих равных условиях такой, кото рый обеспечивает равенство: Э + Е^С —минимум. Это равенство является наиболее общим и важнейшим условием экономической целесообразности принятия того или иного проектного решения.
Коэффициент экономической эффективности Еп непосредственно связан с результатом работы системы, связи, т. е. с экономическим эффектом, который достигается за счет воздействия этой системы на ход основного производства. Указанный эффект зависит также
иот величин капитальных и эксплуатационных затрат.
Внаиболее общем виде экономический эффект от использования системы связи представляет собой разность:
Х = я - / 7 ,
(5.2)
где л — продукция системы связи — стоимостная оценка результа та воздействия системы связи на основное производство; П — при веденные затраты на данную систему связи. В соответствии с {154] величина приведенных затрат определяется по формуле
Э + £ НС
(5.3)
(1+ ЕнпУ ’
где ЕІШ— норматив для приведения затрат более
поздних лет к
текущему моменту; t — период времени приведения в годах.
В условиях действующего порядка начисления амортизации ос
новных фондов £ ип = 0,08. Решая конкретные задачи
проектирова
ния систем производственной связи, можно принять
знаменатель
дроби (5.3) за постоянную величину и рассматривать функцию при веденных затрат в виде
П ж Э -уЕ„С.
(5.3')
Экономическая эффективность ц в соответствии с данным выше ■определением может быть рассчитана как отношение
Нетрудно видеть, что синтез оптимальных систем производст венной связи (выбор оптимальных вариантов организации связи,
