УМК АСУз / Задание_ргр_АСУиС_асу1семестр

АСУиС_раздел «АСУ» РГР

Задание на РГР по дисциплине «Автоматизированные системы управления и связь» для студентов 3 курса заочного отделения специальности «Пожарная безопасность»

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИСПЕТЧЕРА КАК СВЯЗУЮЩЕГО ЗВЕНА АСОУПО

Функции диспетчера в АСОУПО сводятся к контролю функционирования технических средств приема, переработки и отображения информации, выдачи приказов пожарным частям, контролю и оценке общей оперативной обстановки в городе и гарнизоне пожарной охраны. В случае отказа какого-либо звена АСОУПО диспетчер должен ввести резервные звенья или принять выполнение его функций на себя.

Работа диспетчера АСОУПО характеризуется быстродействием, точностью выполнения операций, надежностью и психологическим напряжением.

Быстродействие – это количество выполненных действий (операций) диспетчером в единицу времени:

, (1)

где N_Д – число действий (операций); t – контролируемый отрезок времени; β – коэффициент сложности выполняемых операций.

Точность работы диспетчера – это степень соответствия выполнения им определенных функций предписанному алгоритму. Она зависит от степени сложности выполняемых операций, условий и режима работы, состояния нервной системы диспетчера, его индивидуальных способностей и других факторов.

Точность работы диспетчера характеризуется безошибочностью P_j или интенсивностью ошибок λ_i на одну выполненную операцию:

, (2)

где N_j – число выполненных операций j-го вида; n_j – число допущенных ошибок,

, (3)

где T_j – среднее время выполнения операций j-го вида.

Применительно к заданному алгоритму выполнения операций диспетчером вероятность безошибочности

, (4)

где N_T – число различных типов операций (j=1, 2, …, N_T); N_B – число выполненных операций j-го вида.

Способность диспетчера включиться в работу в произвольный момент времени характеризуется коэффициентом готовности

К_Г = 1 – Т₀/Т₁ , (5)

где Т₀ – время, в течение которого диспетчер по тем или иным причинам не может выполнить свои функции; Т₁ – общее время диспетчера в смене.

Несвоевременное исполнение тех или иных операций диспетчером снижает эффективность функционирования системы в целом, что может квалифицироваться как допущение ошибок. Вероятность своевременного выполнения диспетчером поставленных задач в течение времени τ < t

, (6)

где t_л – лимитное время, отводимое диспетчеру на выполнение поставленных задач; f(τ) – функция распределения времени решения задач диспетчером.

Лимит времени диспетчера на решение задач может быть как постоянным, так и случайным. В экстремальных условиях оперативной обстановки лимит времени на выполнение задач, которые решались при не экстремальных условиях, уменьшается пропорционально увеличению материальных убытков, возникающих в результате пожаров.

Вероятность Р_св для постоянного t_л определяется выражением (6), а для случайного t_л следует воспользоваться нормальным законом его распределения. Так как t_л и τ обычно независимы, то и Δt=t_л – τ подчиняется нормальному закону распределения с параметром

(7)

Надежность диспетчера – это способность сохранять заданное быстродействие при заданной точности выполнения операций в определенных условиях работы на контролируемом отрезке времени

. (8)

При наличии двух диспетчеров их надежность увеличивается.

В процессе работы диспетчер в ряде случаев имеет возможность не только исправлять свои ошибки, но и компенсировать отказы технических средств АСОУПО. Будем считать, что способности диспетчера к компенсации ошибок и безошибочная работа системы являются независимыми. Тогда, если невозможна компенсация ошибок и отказов, вероятность безошибочной работы такой системы в течение будет

, (9)

где Р_Т(t, Δt) – вероятность безотказной работы техники за время t, t + Δt; Р_Д(Δt) – вероятность безошибочной работы диспетчера в течение Δt при условии, что техника работает безотказно.

Надежность АСОУПО повышается, если диспетчер мгновенно с вероятностью ρ компенсирует ошибку. Тогда вероятность безотказной работы АСОУПО

(10)

Соответственно надежность АСОУПО повышается, если диспетчер, не допуская ошибок, компенсирует отказ техники:

, (11)

где Р_у(t, Δt, δ) – условная вероятность безотказной работы АСОУПО в течение (t, t + Δt) с компенсацией последствий отказов при условии, что отказ возник в момент δ и был скомпенсирован с учетом неравенства t < δ < t₁ + Δt.

Если в системе компенсируются и ошибки, и отказы, то вероятность ее безотказной работы

(12)

Выигрыш в надежности АСОУПО за счет компенсации диспетчером ошибок и отказов в технике

. (13)

Важной характеристикой работы диспетчера является загруженность в течение смены, определяющая его психологическое напряжение. Ее можно характеризовать отношением времени непосредственной занятости приемом, переработкой информации, выработкой управленческих решений t₀ к общему времени дежурства в смене Т_Д:

. (14)

Для эффективной организации труда рекомендуемое значение коэффициента занятости составляет К_з = 0,75.

ЗАДАНИЕ

1. Описать основные задачи диспетчера, его роль в деятельности пожарной охраны. Какими качествами должен обладать диспетчер, чтобы эффективно справляться со своей работой?

2. Определить, почему может ухудшиться работа диспетчера и какими способами можно повысить эффективность его работы. Какую роль в этом будет играть автоматизированная система управления (например, АСОУПО)?

3. В соответствии с исходными данными и методикой расчета, представленной выше, определить следующие характеристики диспетчера:

- быстродействие,

- точность работы (безошибочность и интенсивность ошибок),

- вероятность безошибочности,

- коэффициент готовности,

- загруженность.

до внедрения АСОУПО и после внедрения АСОУПО.

4. Провести анализ полученных результатов по следующему плану:

- Сколько диспетчеров могут за смену обработать все поступившие вызовы до и после автоматизации?

- Как изменилось время выполнения операций диспетчером до автоматизации и после автоматизации? За счет чего?

- Как изменились основные характеристики диспетчера? Какие факторы могли повлиять на это?

- Результаты сравнения необходимо проиллюстрировать графически.

- Как повлияло внедрение АСОУПО на деятельность диспетчера?

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА

Справочная информация

Город	Уфа
Число вызовов в среднем за сутки	1,75 + (N/10)1 вызова на 1 тыс. жителей города
Время вызова	30-120 сек. (вызовы-сообщения) 3-20 сек. (вызовы-помехи)
Доля вызовов-помех	80%
Контролируемый отрезок времени - t	8 часов
Общее время работы диспетчера в смене	8 часов
Доля времени, в течение которого диспетчер не может выполнять свои функции	(5+ N/10)%
Средний процент ошибок в действиях диспетчера	(2+ N/10)%

Примечание. Для упрощения расчетов будем считать, что в течение суток вызовы распределены равномерно (что, в общем-то, является допущением, т.к. статистика показывает, число вызовов изменяется в зависимости от времени суток).

Сведения о некоторых операциях, выполняемых диспетчером

Название операции	Среднее время выполнения до внедрения АСОУПО	Среднее время выполнения после внедрения АСОУПО
Принять заявку о пожаре	75 + N/2 сек.	(15 + N/10) сек.
Обработать заявку	(60 + 2N/5) сек.	(30 + 2N/5) сек.
Определить состав техники и номер(а) частей, из которых она высылается	2 мин.	60 сек.
Проанализировать состав техники в списке и откорректировать его	(65 + N/10) сек.	(60 + N/10) сек.
Сформировать приказ на высылку средств	1 мин.	10 сек.
Отдать команду на исполнение приказа	2 мин.	1 мин.
Передать информацию руководству гарнизона	(3 + N/15) мин.	(3 + N/15) мин.
Организовать связь с подразделениями, работающими на пожаре и передать им необходимую информацию	(5+2N/30) мин.	(4 + 2N/30) мин.
Передать информацию службам взаимодействия города	2 мин.	2 мин.
Контролировать выполнение приказа	1 мин. периодичностью 3 раза	10 сек. периодичностью 3 раза
Получить дополнительные данные об объекте	2 мин.	20 сек.
Получить дополнительные данные о парке техники	1 мин.	10 сек.
Принять решение о высылке дополнительных средств	(1 + 3N/20) мин.	(30 + 3N/20) сек.
Всего: 12 операций	∑ = …	∑ = …

Примечания. Для упрощения расчетов примем усредненное значение коэффициента сложности выполняемых операций равное 0,8.

При расчете показателя безошибочности и интенсивности ошибок необходимо определить, сколько операций каждого вида диспетчер способен провести за смену. В зависимости от этого числа определяем число допущенных ошибок (процент ошибок умножаем на количество выполненных операций каждого вида).

ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ

1. Желательно оформление РГР в печатном виде (но возможен и рукописный вариант).

2. Отчет должен содержать следующие разделы:

- теоретическую часть (п.1, 2 задания)

- исходные данные (в соответствии с вариантом)

- подробное, обоснованное решение со всеми выкладками (п.3 задания)

- аналитическую часть (п.4)

- выводы.

3. Образец титульного листа представлен в приложении.

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра автоматизированных систем управления

Расчетно-графическая работа

по курсу:

«Автоматизированные системы управления и связь»

Вариант 1

Выполнил:

Ст. гр. _______

Ф.И.О.

Проверил:

Шилина М.А.

Уфа 2008

1 N – номер варианта в соответствии со списком группы

7