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

использована квадратичная зависимость. Легко убедиться, что в этом случае

ним, что при использовании квадратической формы зависимости стоимости участка межстанционной связи коэффициент а2<0. На основании изложенного можно подвести некоторые итоги. Зная способ организации межстанционной связи, который определяет величины используемых коэффициентов в условии (8.69), мы лег­ ко для каждой пары станций і и / можем установить, нужно ли при связи между ними вводить узел или их целесообразно соеди­ нить непосредственно по принципу «каждая с каждой».

При линейном представлении функции стоимости участка меж­ станционной связи решение о целесообразности размещения узла принимается только на основании данных, характеризующих сами станции, уц и Іц, так как потери сообщения и способ организации межстанционной связи заданы по условию.

Если стоимость участка межстанционной связи представляется в квадратичной форме, то целесообразность размещения узла за­ висит не только от способа организации межстанционной связи, потерь сообщения, нагрузки и расстояния между станциями, но и от величины yikhk + tfkjlkfr которая является функцией выбранного (маршрута. Однако от неравенства (8.73), также как и от нера­ венств (8.69), 1(8.70), і(8.72), нельзя получить ответа на вопрос, какая станция должна быть узловой. Эти неравенства показывают, целесообразно ли вводить узел вообще или нужно станции сое­ динить друг с другом при данных конкретных условиях. Выбор же узловой станции, если доказано, что введение узла целесооб­ разно, производится, исходя из других соображений.

— 389 —

статочно общем виде алгоритм узлообразования может быть представлен в следующем виде:

1.Вводится таблица исходных данных — іц, yij. Идем к 2.

2.Для каждой пары станций і и у определяется способ орга­ низации межстанционной связи. Идем к 3.

5.Станции I и у должны быть соединены через узел. Для всех

1г(1гфі; k=£j) подсчитываем Lk, LhJrS y или Lk-\-Sy+ S B4 (в зависи­ мости от способа организации межстанционной связи). Идем к 6.

6.Определяем min Lk, minfLk + Sy) или min(Tfc + Sy+ S B4) в за­ висимости от способа организации межстанционной связи. Уста­ навливаем k. Идем к 7.

7.Выдаем на печать выбранные участки межстанционной свя­ зи. Запоминаем эти участки, суммируем нагрузкй*. В дальнейших расчетах данные участки принимаются как существующие. Идем к8.

Данный алгоритм требует перебора п (п—1) вариантов. Если считать, что связи от г к у и от у к г организуются одинаково, то число рассматриваемых вариантов сокращается вдвое. Если снять принятое в алгоритме ограничение, что станции могут быть сое­ динены друг с другом не более чем через одну промежуточную станцию, то число рассматриваемых вариантов не увеличивается, но возрастает объем вычислений по каждому варианту (опера­ торы 5 и 6). Получить соответствующие этому случаю неравенст­ ва не представляет особых затруднений.

Также не представляет труда ввести в оператор 7 алгоритма условие целесообразности узлообразования, когда на требуемом участке уже предусмотрена прокладка кабеля и необходимо уве­ личить его пропускную способность. В этом случае при расчете со­ ответствующих величин Lk и 5Уследует положить a,Q=b’Q= 0 .

Приведенный алгоритм не может гарантировать получения со­ вершенно точно оптимального варианта, поскольку результат мо­ жет оказаться зависящим от того, в каком порядке осуществляется перебор станций. Однако изменение порядка перебора станций ока­ зывает на конечный результат не решающее, а уточняющее значе­ ние. Поэтому приведенный алгоритм дает решение, если не точно оптимальное, то очень к нему близкое.

Полученные выше соотношения могут оказаться полезными и при применении для синтеза схемы узлообразования метода дина­ мического программирования.

Нетрудно видеть, что наиболее общий алгоритм синтеза схем узлообразования, который бы позволял не использовать ограни­ чений, достаточно сложен, хотя и возможен. В практических усло­

— 391 —

Если емкость кабеля с меньшим диаметром жил будет больше правой части неравенства (8.83), то необходимо прокладывать два самостоятельных кабеля. Если условие (8.83) выполняется, то дол­ жен быть проложен один общий кабель.

Из табл. 8.6 легко определить, что должен быть проложен один кабель с диаметром жил 0,7 мм, если емкость параллельного еми кабеля с диаметром жил 0,4 и 0,5 мм меньше 50X2; кабель с диа­ метром жил 0,5 мм прокладывается в тех случаях, когда емкость параллельного ему кабеля с диаметром жил 0,4 мм меньше 300X2.

Если на рассматриваемом участке требуется проложить не два, а несколько различных кабелей, то следует учитывать, что:

а) кабели с одним диаметром жил безусловно объединяются (см. гл. 7);

б) кабель, имеющий наибольший диаметр жил, должен быть проложен в любом случае, поэтому сравнения с этим кабелем мо­ гут производиться по ф-ле (8.84) для каждого параллельного кабеля;

в) если окажется нецелесообразным объединять кабели на базе наиболее дорогого, то сравнения должны быть продолжены для кабеля, имеющего несколько меньший диаметр жил и т. д.

Все вышеизложенное относится и к случаю, когда применяются мостовые усилители: вопрос об объединении кабелей рассматри­ вается независимо от усилителей и только по окончании расчета принимается решение о том, на каких парах они должны быть установлены. Например, если необходимо проложить кабель с диа­ метром жил 0,5 мм емкостью vt и параллельно ему кабель с тем же диаметром жил емкостью Ѵг, но с использованием усилителей, то прокладывается один кабель емкостью ѵу+ ѵ2 и с диаметром жил 0,5 мм, причем ѵ2 пар этого кабеля оборудуются усилителями.

Совершенно другую картину имеем при применении высоко­ частотного уплотнения, так как в этом случае физически невоз­ можно в одном кабеле совместить два различных способа орга­ низации межстанционной связи. Если на рассматриваемом участке

а,

2гц А % ■ hi

где йо и йі относятся к низкочастотному кабелю, а а '\ — к высоко частотному: коэффициенты by и Ь\ сохраняют свое прежнее зна­ чение.

Если на рассматриваемом участке предусматривается и высоко­ частотное уплотнение и прокладка низкочастотного кабеля с мос­ товыми усилителями, то условие целесообразности применения ис-

— 393 —

где ßo, b'о, b \ и пУі- относятся к варианту использования мостовых усилителей, а а\, bi, b'1вч, пУ(./Вч'— высокочастотного уплотнения.

8.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМЫ РАДИОТЕЛЕФОННОЙ

СВЯЗИ «АЛТАЙ»

Необходимость применения средств радиосвязи в составе си­ стем производственной связи диктуется конкретными условиями данного производства — наличием соответствующего парка по­ движных объектов, требующих оперативного управления, удален­ ных участков и т. д. Однако если такая необходимость установ­ лена, то возникает вопрос о том, каким образом должна быть организована радиосвязь. Выше уже указывалось (см. гл. 3), что

мая (прямая). В качестве средств прямой радиосвязи используются различные типы радиостанций (см. табл. 5.14). Ниже для просто­ ты изложения принимается, что система «екоммутируемой радио­ связи организуется с помощью радиостанций только одного типа («Гранит»).

Применение системы радиотелефонной связи «Алтай» оправ­ дывается только в составе .больших систехМ производственной свя­ зи. Это объясняется высокой первоначальной стоимостью обору­ дования и большими затратами на обслуживание центральной и абонентских станций. Экономически целесообразность использо­ вания системы радиотелефонной связи «Алтай» (равно как и дру­ гих автоматизированных систем радиотелефонной связи) может быть определена при сравнении требующихся при этом приведен­ ных затрат с аналогичными затратами при организации сетей не­ коммутируемой радиотелефонной связи. Необходимо отметить, что сравниваемые схемы организации радиосвязи должны быть по­ ставлены в равные условия, так как они обладают различными коммутационными, техническими и эксплуатационными характе­ ристиками.

В системе радиотелефонной связи «Алтай» коллективно исполь­ зуется 8 дуплексных радиоканалов, ів которые включаются П\ або­ нентских станций, имеющих возможность соединиться как между собой, так и с абонентами телефонной сети и с диспетчерскими

— 394 —

пунктами. В каждой сети некоммутируемой радиотелефонной свя­ зи задействуется один дуплексный или симплексный радиоканал, которым могут пользоваться п2 абонентов (П2 <С«і), причем связь здесь практически осуществляется только между собой и с дис­ петчерским пунктом, где устанавливается центральная станция.

Сравниваемые схемы организации радиосвязи представлены на рис. 8.10. Рассмотрим различия этих схем, которые должны быть установлены для возможности проведения экономического расчета.

Дранит-цс"

1

fранит-АС"/

â,г Л , ,7Г р а н и т - А С "

I— I/

Рис. 8.10. Схемы организации радиосвязи:

а) с применением системы «Алтай» (КО — коммутационное оборудование; П — передатчики; ПРМ — приемники; ДП — выносные диспетчерские пункты); б) с использованием сетей некоммутируемой радиосвязи

Известно, что в 8 коллективных каналов при заданном качестве связи можно включить большее количество абонентских пунктов, чем ів 8 каналов, используемых раздельно. Поэтому при непремен­ ном условии — равенстве величин нагрузки іи качества их об­ служивания — сравнимость этих систем может быть достигнута двумя путями: либо при равенстве количества абонентских пунк­ тов, но тогда не будет обеспечено одинаковое количество каналов, либо при постоянном количестве каналов, но тогда не будет равен­ ства количества пунктов. Рассмотрим обе эти возможности. Учтем, что в обоих случаях радиостанции дуплексные, обеспечивающие

— 395 —

одинаковые дальность и достоверность связи. Если по местным условиям допущения о равенстве радиусов действия радиосвязи принять нельзя, то должны быть применены соответствующие по* правочные коэффициенты.

В случае, когда принимается равенство абонентских пунктов, в качестве исходного имеем следующее уравнение:

где т — количество радиосетей некоммутируемой радиотелефонной связи, которые обеспечили бы пропускание одинаковой с системой коммутируемой радиотелефонной нагрузки при заданном качестве связи; пі — требуемое количество абонентских пунктов системы радиотелефонной связи; « 2 — количество абонентских пунктов, ко­ торые должны быть включены на одну частоту сети некоммутируе­ мой радиосвязи при заданном качестве связи.

Из (8.86) непосредственно следует

Составим функции приведенных затрат в этом случае. Для си­ стемы коммутируемой радиотелефон ной связи

Пі = ЕаСі + Эх — Еп (Сцс1 + ПіСАС1 + п,Сдп ) + ЭЦС1 + «іЭАС1, (8.88)

где Сцсі — стоимость центральной станции системы коммутируе­ мой радиотелефонной связи. Применительно к одному стволу си­ стемы «Алтай» эту величину можно принять равной 164 тыс. руб., в том числе, стоимость оборудования — 156 тыс. руб. и строитель­ но-монтажные работы — 8 тыс. руб.; САсі — стоимость абонент­ ской станции системы коммутируемой радиотелефонной связи. Для системы «Алтай» эта величина равна сумме стоимости оборудо­ вания .(1980 руб. при действующих щепах) и стоимости монтажных работ по существующим расценкам); С дп — стоимость оборудова­ ния (1840 руб.) и монтажа (620 руб.) ведомственного диспетчер­

обслуживание ствола системы коммутируемой радиотелефонной связи с учетом затрат на аренду линейных сооружений для подклю­ чения диспетчерских пунктов и соединительных линий с АТС. Эта величина ;в зависимости от местных 'условий может колебаться в весьма широких пределах; 3 Асі — годовые эксплуатационные зат­ раты на обслуживание одной абонентской станции системы; Еп — нормативный коэффициент эффективности.

Для сетей «екомадутируемой радиотелефонной связи

П2 = ЕЯС2 + Э2 — Еп (тСЦС2+ «іСдС2) + гпЭЦС2 + «іЭдс1, (8.89)

где Сцс2 — стоимость одной центральной станции; при действую­ щих ценах эта величина может быть принята равной примерно 10 тыс. руб., в том числе, стоимость оборудования дуплексной

— 396 —

радиостанции — 8,5 тыс. руб.; САсг — средневзвешенная стои­ мость абонентской дуплексной станции, определяемая как

где п'2 и п"ч — количество абонентских станций соответственно в мобильном и стационарном вариантах, а С'лсг и С"АС2 — их стои­ мость (оборудование мобильной станции 2РТМ-А2-4М — 1169 руб.; стационарной — 27РТС-Ц2-4М — 1477 руб.; стоимость монтаж­ ных работ — по действующим прейскурантам); Эцс2 ЭАсг — го­ довые эксплуатационные расходы на обслуживание соответствен­ но одной центральной и одной абонентской станций.

'Применение системы коммутируемой радиотелефонной связи будет экономически целесообразно, если

ская радиостанция в час наибольшей нагрузки делает 1 вызов при средней про­ должительности разговора 1,0 мин. Необходимо, чтобы оперативность связи бы­ ла не хуже Q = 0,9. При таких условиях по рис. 4.30 определяем я2= 2 0, а экстра­

лефонной связи Пі= 12. Нормативный коэффициент эффективности, как и преж­ де, £ H= 0,15. В соответствии с гл. 5 и 7 величины годовых эксплуатационных расходов при среднегодовой зарплате одного работающего ф= 1200 руб. буду? равны:

(8.88) ,и і(8.89), получим:

Яі = 0,15(164 + 224(1,98 + 0,25) + 12 (1,84 + 0,62)] +

+ 35 + 224-0,326 = 208 тыс. руб.

П2 = 0,15 [22-10-224 (1,323 + 0,25)] + 12-0,32 + 224-0,6 = 209 тыс. руб.

Таким образом, по величине приведенных затрат оба варианта в данных условиях оказываются примерно равноценными. Однако предпочтение должно быть отдано системе коммутируемой радиосвязи, так как она требует меньшего количества радиочастот и представляет абонентам некоторые дополнительные возможности, не отраженные в расчете.

Г Л А В А Д Е В Я Т А Я

Вопросы эксплуатации систем производственной связи

9.1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Современные системы производственной связи для своего созда­ ния, требуют комплексного' решения вопроса планирования, про­ ектирования, финансирования, строительства и эксплуатации. В свою очередь, правильная организация эксплуатации систем производственной связи представляет собой сложную комплекс­ ную задачу.

В гл. 5 была подробно рассмотрена структура эксплуатацион­ ных расходов. Минимум расходов достигается в том случае, если в составе систем производственной связи будет применена высоко­ надежная аппаратура и если обслуживаться она будет 'Квалифи­ цированными работниками. Задачей службы связи является обес­ печение бесперебойной работы всех средств передачи информации. Минимум эксплуатационных расходов и соответствующий уро­ вень функционирования — это два критерия, по которым может осуществляться синтез систем обслуживания. Однако в условиях производства наибольшее значение имеет второй критерий, по­ скольку он характеризует работоспособность подсистемы передачи информации в рамках системы управления, повышение эффектив­ ности которой должно оправдывать затраты на составляющие ее подсистемы (в том числе, передачи информации).

Поскольку технические средства связи являются восстанавли­ ваемыми элементами, система обслуживания этих средств характеризуется двумя критериями — коэффициентом готов­ ности и коэффициентом простоев. Как будет показано ниже, в ряде случаев удобнее использовать коэффициент простоев, который несколько удобнее характеризует .выполнение службой эксплуатации своих функций, а в некоторых случаях — коэффи­ циент готовности.

Коэффициент готовности и коэффициент простоев — это чис­ ленные показатели уровня функционирования системы связи, ха­ рактеризующего эффективность службы эксплуатации. Важно от­ метить, что целый ряд задач практически можно решить только

— 398 —