Автоматизация процессов сбора, обработки, отображения и передачи радиолокационной информации
Вариант применения персональных компьютеров (ПК) для решения задач вторичной обработки радиолокационной информации. Сравнительный анализ используемых и предлагаемых алгоритмов. Схемы устройств для сопряжения ПК с цифровой станцией 55Ж6; расчет затрат.
Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 27.06.2011 |
Размер файла | 4,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ЗАДАНИЕ
на дипломный проект студента
1. Тема проекта: «Автоматизация процессов сбора, обработки, отображения и передачи радиолокационной информации».
2. Утверждена приказом по университету №222 от 15.02.2000г.
3. Срок сдачи студентом законченного проекта 05.06.2000г.
4. Исходные данные к проекту:
· Аппаратная база: IBM PC AT-совместимая ПЭВМ под управлением операционной системы MS-DOS.
· Автоматизируемые процессы: сбор, обработка, отображение и передача информации о воздушной обстановке.
· Обмен информацией комплекса и потребителя осуществляется через RS-232C.
· Входной информацией являются данные о координатах и государственной принадлежности воздушных объектов, получаемых от радиолокационных станций с цифровым выходом или от других устройств первичной обработки радиолокационной информации.
· Передача информации: по телеграфным каналам связи в формате донесений системы 5Д72.
5. Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов):
· Алгоритмы применяемые в существующих КСА.
· Анализ тракта выдачи информации РЛС 55Ж6.
· Оптимальные алгоритмы сглаживания и экстраполяции параметров траектории движения.
· Стробирование и селекция отметок в стробах.
· Разработка и создание комплекса автоматизации ВО РЛИ.
· Безопасность проекта.
· Экономическая часть проекта.
6. Перечень графического материала (с точным указанием обязательных плакатов):
· Задание дипломного проекта.
· Принцип сопровождения воздушных объектов.
· Результаты работы алгоритмов вторичной обработки РЛИ.
· Оптимальные алгоритмы.
· Структурная схема комплекса.
· Показатели сравнительной экономической эффективности.
Календарный график работы над дипломным проектом на весь период проектирования (с указанием сроков выполнения и трудоемкости отдельных этапов)
1. |
Детализация предстоящей работы |
(15.12.99-01.01.00.) |
|
2. |
Изучение литературы |
(01.01.00-01.02.00) |
|
3. |
Создание устройства сопряжения СВ РЛС с комплексом. |
(01.02.00-20.02.00) |
|
4. |
Написание программного комплекса автоматизации сбора, обработки, отображения и передачи РЛ информации. |
(20.02.00-01.0400) |
|
5. |
Отладка программы, используемых алгоритмов. |
(01.04.00-01.05.00) |
|
6. |
Эксперименты с разными алгоритмами, накопление результатов работы. |
(01.05.00-10.05.00) |
|
7. |
Безопасность проекта. |
(10.05.00-15.05.00) |
|
8. |
Экономическая часть. |
(15.05.00-25.05.00) |
|
9. |
Написание пояснительной записки, оформление плакатов. |
(25.05.00-12.06.00) |
АННОТАЦИЯ
В представленной пояснительной записке рассматривается один из возможных вариантов применения персональных компьютеров (ПК) для решения задач вторичной обработки радиолокационной информации, а также возможность применения алгоритмов, которые раньше не применялись из-за малой производительности используемой вычислительной техники. Также в данной пояснительной записке проведен сравнительный анализ используемых алгоритмов и предлагаемых, показана возможность более удобного представления информации пользователям.
Кроме того, описываются схемы устройств, разработанных для сопряжения ПК с цифровой радиолокационной станцией 55Ж6 и каналообразующей аппаратурой.
Содержание
Введение
В. 1 Описание предметной области
В. 2 Цель
В. 3 Новизна
В. 4 Применяемые методы
1. Основная часть
1.1 Обзор основных понятий и терминов
1.2 Анализ тракта выдачи информации РЛС 55Ж6
1.3 Основные операции вторичной обработки информации
1.4 Анализ алгоритмов вторичной обработки информации.
1.4.1 Алгоритмы, применяемые в существующих КСА
1.4.2 Оптимальные алгоритмы сглаживания и экстраполяции параметров траектории движения по критерию максимального правдоподобия
1.4.3 Сравнение алгоритма коэффициентов с адаптивным оптимальным алгоритмом
1.4.4 Стробирование и сличение отметок в стробах
1.5 Устройства сопряжения
1.5.1 Описание устройства сопряжения вторичной обработки информации со спецвычислителем РЛС
1.5.2 Описание устройства сопряжения вторичной обработки информации с телеграфными каналами связи
1.6 Разработка программного комплекса вторичной обработки
1.6.1 Структурная схема программного комплекса вторичной обработки
1.6.2 Средства программирования
1.7. Описание программного комплекса вторичной обработки
1.7.1 Требования к аппаратному и программному обеспечению
1.7.2 Руководства пользователя
2. Безопасность проекта
3. Экономическая часть проекта
3.1 Расчет единовременных затрат
3.2 Расчет текущих затрат
3.3 Расчет показателей сравнительной экономической эффективности
Заключение
Список использованных источников
Приложение 1
Приложение 2
ВВЕДЕНИЕ
В 1. Описание предметной области
К сожалению, не представляется возможным дать полную характеристику существующих комплексов систем автоматизации (КСА), поскольку информация о них является закрытой. Единственный комплекс, который не был засекречен КСОИ (комплекс средств отображения информации), который был создан в 80-е годы группой разработчиков из Новосибирска.
Это был первый комплекс, разработанный на базе микро-ЭВМ и в своё время, явился крупным шагом вперёд в деле создания автоматизированных систем управления войсками ПВО. Огромное значение этого комплекса заключается ещё и в том, что в качестве аппаратной базы впервые применялась не специализированная, а серийно выпускаемая ЭВМ (Электроника-60).
КСОИ позволял выполнять приём, отображение и передачу информации о воздушной обстановке. Было реализовано большое множество функций
управления режимами работы комплекса. Однако, наряду с этим имели место существенные недостатки:
отсутствие обработки информации;
совершенно устаревшая аппаратная база;
низкое качество изображения;
аппаратное изменение работы каналов связи;
отсутствие возможности отображения координатной сетки;
Дальнейшая разработка и поддержка этого комплекса прекращена. Таким образом, на сегодняшний день не было создано комплекса, который бы решал задачи вторичной обработки радиолокационной информации на базе ПК. Вместе с тем необходимость в автоматизации функционирования войск ПВО и в частности, командных пунктов различного уровня очень велика. Это и явилось основанием разработки системы автоматизации, которая базировалась бы на современной ЭВМ и была бы способна удовлетворять требованиям и запросам её пользователей.
В 2. Цель
Разработать систему решающую следующие задачи:
· сбор информации о воздушной обстановке;
· вторичная обработка поступающей радиолокационной информации (РЛИ);
· отображение информации на фоне географической карты местности и специальной системы координат, с возможностью масштабирования и движения по карте;
· отображение информации в виде табло ТХЦ;
· выдача информации в формате донесений системы 5Д72.
В 3. Новизна
Использование современной вычислительной техники, позволяет реализовать оптимальные алгоритмы решения задач вторичной обработки РЛИ.
В 4. Применяемые методы
В комплексе вторичной обработки РЛИ применяются следующие алгоритмы:
- Алгоритм привязки полученных отметок к трасам воздушных объектов.
- Оптимальный адаптивный алгоритм сглаживания параметров траектории движения воздушного объекта (ВО) [4, 5, 12].
- Оптимальный адаптивный алгоритм экстраполяции параметров траектории ВО [4, 5, 12].
1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1.1 Обзор основных понятий и терминов
· Первичная обработка - начальная стадия извлечения информации о целях на основе сигналов, полученных на входе приемного устройства РЛС [10].
· Вторичная обработка - обработка отметок, полученных за несколько обзоров радиолокационной станции, для обнаружения и непрерывного слежения за траекториями воздушных объектов [10, 5].
· Строб - это область, построенная вокруг экстраполированной точки, куда ожидается попадание отметки о цели [5].
Оценка координат - операция расчета значений параметров движения воздушного объекта (ВО) скорости, ускорения, направления движения [4, 5].
· Экстраполяция (предсказание) - операция расчета возможного положения отметки на один или несколько последующих обзоров [4, 5].
· Сглаживание траектории - расчет значений параметров движения ВО с учетом ошибок, выявленных на предыдущих обзорах [5].
· Стробирование - выделение области воздушного пространства, в пределах которой в следующем обзоре будет находиться отметка с вероятностью, близкой к единице [5].
· Сличение - операция, проводимая в случае попадания в строб нескольких отметок, и заключается в сопоставлении координат отметок, попавших в строб, с координатами экстраполированной точки (ЭТ), с целью принятия решения, по какой из отметок будет продолжена траектории (метод одного строба, метод наименьших расстояний) [5].
1.2 Анализ тракта выдачи информации РЛС 55Ж6
1) Схема обмена РЛС 55Ж6 с абонентами по каналам связи
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 1.1
Структура кодограммы КД
КД |
АСУ-1 |
АСУ-2 |
|||
сост. канала от 55Ж6 |
Тип кодограммы. |
Сост. канала. |
Тип кодограммы. |
||
Норма |
Кд=01101 Тд= ------------- Nд=0011 |
Норма |
Кд1…Кд2 |
||
Авария |
Кд тд ------------ ст. Nд |
Норма |
Кд3…Кд4 |
Структура кодограммы КТА
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
||
КТ-А |
1 |
Х |
№К |
КВ |
ТД |
Х |
|||||||||||
2 |
Т(Т1) |
ШАЗ |
|||||||||||||||
3 |
Д |
||||||||||||||||
4 |
ВОП |
Ст |
АЗ(ст.р) |
||||||||||||||
5 |
Аз(мл. Р) |
Х |
Х |
Х |
ВРТ |
||||||||||||
6 |
Х |
Х |
Х |
У. м. |
ук |
СГП |
Структура кодограммы АЗТ
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
||
1 |
Х Х Х Х Х |
ТД |
Х |
||||||||||||||||||||||
2 |
Х |
||||||||||||||||||||||||
3 |
режим |
Х |
АЗ |
||||||||||||||||||||||
4 |
В процессе изучения тракта обмена РЛС с потребителями рисунок 1.1 мы видим, что потребителям приходится выдавать специфическую информацию, без получения которой РЛС не будем участвовать в процессе обмена. А для работы комплекса необходимо получать (КТ-А, КТ-ОП, АЗТ), в связи с этим, чтобы не организовывать полностью весь протокол обмена, было принято решение брать только нужные нам кодограммы. Все эти кодограммы мы можем найти на шине спецвычислителя (СВ).
Шина обмена спецвычислителя состоит:
· информационных 16 бит;
· код связи 6 бит;
· сигнал наличия информации;
· сигнал готовности приема;
· синхроимпульс (СИ).
Принцип обмена спецвычислителя с потребителями:
1. выставляется код связи;
2. выставляется сигнал наличия информации (СНИ);
3. выставляется сигнал готовности приема от потребителя;
4. информация на шине по 16 бит по синхроимпульсу.
Для работы с шиной СВ было создано устройство, описание которого приведено в пп 1.5.1.
1.3 Основные операции вторичной обработки информации
В процессе первичной обработки информации формируются отметки. Которые могут быть истинными, т.е. полученными от реальных целей, или же ложными, появившимися вследствие влияния различного вида естественных и искусственных помех. Так как при первичной обработке используются сигналы, полученные за один обзор и сформированные по ним отметки, не позволяют определять движение объекта. Следовательно, нельзя и обнаружить движущуюся цель. Нужно иметь отметки хотя бы за два или несколько обзоров, чтобы определить их принадлежность к движущемуся объекту, вычислить скорость и другие параметры движения.
Обработка отметок, полученных за несколько обзоров радиолокационной станции (РЛС), для обнаружения и непрерывного слежения за траекториями ВО, называется вторичной обработкой информации (ВОИ) [4, 5].
В ВОИ выделяют два этапа [5]:
- обнаружения траектории (принятие решения о наличии в пространстве движущегося ВО);
- сопровождение траектории (регулярное вычисление параметров траектории, слежение за траекторией).
Если эти этапы вычисляются автоматически, то они называются соответственно автозахватом и автосопровождением рисунок 1.2.
Рис. 1.2
Рассмотрим содержание этих этапов:
Обнаружение траектории начинается с поступлением первой отметки от системы первичной обработки. Вокруг нее выделяется пространство, в пределах которого может оказаться отметка ВО в следующем обзоре за счет его перемещения. Это пространство называется стробом. Размер строба выбирается исходя из возможной скорости данного типа цели, его маневренных качеств и ошибок измерения. В плоскости он имеет форму кольца с размерами:
Rmin = Vц min To;
Rmax = Vц max To,
где: Vц min и Vц max - возможные наименьшая и наибольшая скорости предполагаемых типов ВО в выделенном пространстве;
To - период обзора РЛС.
В это кольцо, в следующем обзоре, могут попасть одна или несколько отметок (1,2 ,3…) каждую из которых можно отнести к первой (пока нет информации о движении ВО, ни одной из отметок, попавших в строб, нет оснований отдавать предпочтение). По первым парам отметок вычисляются скорости предполагаемых ВО, считая движение их равномерным и прямолинейным.
С использованием известных скоростей вычисляются экстраполированные точки на следующий, 3-й обзор, а вокруг них строятся стробы, размеры которых определяются ошибками измерений координат (ошибками вычисления координат при первичной обработке) и ошибками экстраполяции координат.
Если бы эти ошибки не имели места, и две первые отметки, по которым вычислена скорость, действительно принадлежали движущейся цели, то отметка в 3-м обзоре точно совпала бы с экстраполированной. Однако из-за указанных ошибок такого совпадения не будет, поэтому нужно строить строб определенных размеров с учетом возможного рассеивания отметок относительно экстраполированной точки, чтобы отметка с вероятностью, близкой к единице, оказалась в стробе (не была потеряна).
Стробы же строятся для того, чтобы при обработке информации по определенной траектории анализировать ситуацию не во всем пространстве, а только вблизи траектории. Этим сокращаются непроизводительные затраты машинного времени для анализа заведомо не относящихся к данной траектории отметок, находящихся вне строба. В следующем третьем обзоре в построенные стробы могут попасть или не попасть отметки. Там где есть отметка, ее считают принадлежащей предполагаемой траектории.
В процессе сопровождения выполняются следующие операции: оценка параметров траектории ВО (координат, составляющих скорости, и т.д.) по дискретным данным, поступающим в моменты времени t1, t2, t3,...;
- экстраполяция параметров траектории на один или нескольких обзоров;
- выделение упрежденной области, в которую с заданной вероятностью должна попасть новая отметка ВО (стробирование пространства, строб может быть в плоскости прямоугольных координат с размерами 2yc, 2xc);
- сличение новых отметок, попавших в строб, для выбора одной по которой и будет продолжаться траектория (селекция отметок в стробе).
В случае попадания нескольких текущих отметок (ТО), то истинной ТО считается ближайшей к ЭТ.
В случае непопадания в строб ни одной отметки, в качестве истинной принимается ЭТ, по которой продолжается траектория, размеры строба сопровождения увеличиваются.
Особенность процесса сопровождения заключается в наличии критерия сброса траектории с сопровождения. Основным критерием при принятии решения о сбросе траектории с сопровождения, является наличие пропусков на l обзорах подряд отметок в стробе сопровождения.
Эксперименты показывают, что допустимое число пропусков не должно превышать 10, т.к. на каждом шаге размеры стробов должны увеличиваться в соответствии с суммарными ошибками измерения и экстраполяции по отношению к разрешающему объему РЛС. В применяемых КСА критерий сброса выбирают равным 5.
Сравнивая операции, выполняемые в процессе обнаружения и сопровождения, можно заметить, что операции в них сходны. Однако в процессе сопровождения операции с целью получения более качественной информации о ВО выполняются точнее.
Таким образом, в процессе обнаружения и сопровождения траектории выполняются операции:
1. Оценка координат
2. Экстраполяция
3. Выявление маневра
4. Стробирование
5. Сличение
Алгоритм автоматического захвата и сопровождения целей
В соответствии с вышеуказанными принципами, процесс обнаружения новой траектории начинается с образования вокруг отметки, не попавшей в стробы сопровождения других ВО, начального строба первичного захвата, размеры которого зависят от максимально возможного перемещения цели за период обзора. При отсутствии попадания отметок в строб автозахвата на последующих обзорах начальная траектория сбрасывается как ложная.
После обнаружения траектории определяется направление движения ВО, что позволяет экстраполировать и формировать стробы, подтверждения траектории на последующих обзорах, при попадании в них принимается окончательное решение о подтверждении траектории.
1.4 Анализ алгоритмов вторичной обработки информации
1.4.1 Алгоритмы, применяемые в существующих КСА
Алгоритм последовательного сглаживания координат траектории движения ВО [4, 5].
Сущность метода последовательного сглаживания (оценки) координат.
Пусть в момент времени t(n-1) где n число измерений, нам известны оценка координаты (n-1) и оценка скорости (n-1). Зная их и модель движения воздушного объекта можно определить (например, при прямолинейном и равномерном движении) экстраполированное значение координаты.
Xэn=n-1+xn-1(tn-tn-1), (1.1)
где: Xэn - экстраполированное значение на n измерении;
В момент времени tn поступило измеренное значение координаты Хn.
Требуется по измеренному и экстраполированному значениям получить оценку координаты на момент времени tn n:
n=Xэn+Ln(Xn-Xэn), (1.2)
где: Ln- коэффициент сглаживания. Значение Ln можно выразить через количество измерений n.
Ln=2(2n-1)/n(n+1) (1.3)
Однако на практике обычно пользуются количеством корректур k=n-1.
Lk=2(2k+1)/(k+1)(k+2) (1.4)
Рассмотренный метод не требует больших объемов памяти ЭВМ, так как в процессе расчетов используются только два значения - экстраполированное значение координаты на момент сглаживания (Xэn) и
измеренное значение на момент сглаживания (Xn). Кроме того, результаты вычислений выдаются сразу, после получения измеренного значения (не требуется накопление значений) и нет ограничений по количеству измерений, что и объясняет применение данного алгоритма в созданных комплексах.
1) Последовательное сглаживание скорости;
При последовательном сглаживании скорости воздушного объекта [5] на n период обзора располагаем сглаженным значением скорости в n-1 обзоре
xn-1 и рассчитанным (измеренным) значением скорости в n обзоре. Для равномерного и прямолинейного движения, по аналогии с алгоритмом сглаживания координат можно записать алгоритм сглаживания скорости.
xn=xn-1+Bn(Xn-Xэn)/T, (1.5)
где: Bn=6/n(n+1) n количество измерений. Через количество корректур Bk=6/(k+1)(k+2);
T - время прошедшие между измерениями на n-1 шаге и измерением на n шаге.
Графики, показывающие зависимость коэффициентов сглаживания координат и скорости от количества корректур представлены на рисунке 1.3, а значения коэффициентов в таблице 1.1.
Таблица 1.1
Ln |
1 |
0.5 |
0.3 |
0.2 |
0.14 |
0.10 |
0.08 |
0.07 |
0.06 |
0.05 |
0.04 |
0.03 |
0.03 |
0.03 |
0.02 |
|
Bn |
1 |
0.83 |
0.7 |
0.6 |
0.52 |
0.46 |
0.42 |
0.38 |
0.35 |
0.32 |
0.3 |
0.28 |
0.26 |
0.24 |
0.23 |
|
K |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
Рис. 1.3
Из графиков видно, что с увеличением числа корректур k уменьшается значение коэффициентов, т.е. при сглаживании координат и скорости с увеличением количества измерений уменьшается вес последнего измерения и, при достаточно большом n, алгоритм перестает реагировать на измерение входного сигнала. В аппаратуре число k выбирается в зависимости от характера движения ВО. Например, если цель движется прямолинейно и равномерно, то k<8 и коэффициенты сглаживания достигают минимальных значений (Lk=0.38 , Bk=0.07). При обнаружении факта выполнения ВО манёвра k сбрасывается до 2 (Lk=0.83 , Bk=0.5) [4, 5].
2) Выявление маневра;
Качество функционирования боевых алгоритмов в КСА КП существенным образом зависит от правильной оценки закона движения ВО.
Эту задачу обнаружения факта изменения характера движения воздушного объекта, с последующей адаптацией боевых алгоритмов, решают специальные устройства (или алгоритмы) обнаружения маневра воздушного объекта.
Вопрос о наличии маневра решается в зависимости от типа боевых алгоритмов, оценки траектории движения воздушного объекта. Однако в основе любых критериев лежит проверка статических гипотез. Для оптимальных алгоритмов оценки параметров траектории, маневр определяется путем сравнения величины отклонения измеренного значения координаты от экстраполированного с некоторым порогом dX.
Xn-Xэn>=dX (1.6)
Кроме того, на практике используют критерий приращений курса и скорости, полученных в соседних обзорах РЛС. То есть задача выбора критерия маневра цели сводится к выбору величины порога, который определяется из тактико-технических характеристик РЛС, ВО, и ошибок алгоритмов [4, 5].
3) Стробирование отметок;
Существуют физические и математические методы стробирования [5], отличаются они только методом реализации. Размеры стробов вычисляются на основе ошибок алгоритмов, тактико-технических характеристик РЛС, маневренных возможностей ВО и заданной вероятностью попаданием в строб истинных отметок траектории движения ВО. При наличии маневра, или пропуске отметки в траектории размеры строба целесообразно увеличить. Принадлежность отметки определяется
|Xn-Xэn|=<dX.
4) Методы сличения отметок в стробе
При сопровождении траектории воздушного объекта в строб, кроме истинных отметок, могут попадать ложные отметки и отметки, принадлежащие другим траекториям. Это создает неопределенную ситуацию при отборе отметки для продолжения траектории воздушного объекта. Устранение этой неопределённости осуществляется на этапе сличения [5].
Наиболее широко применяемые методы сличения:
- Метод одного строба.
- Метод минимальных эллиптических отношений.
- Метод наименьших расстояний.
Метод одного строба состоит в том, что вокруг ЭТ, выставляется строб. Логика принятия решения сводится к следующим правилам:
- если в строб попала отметка, то считается, что она принадлежит данной траектории.
- Если в строб не попала ни одна отметка, то в качестве отметки воздушного объекта принимается экстраполированная точка.
- При попадании в строб нескольких отметок за истинную отметку может быть принята отметка, которая первая попала в строб, или все отметки, попавшие в строб. В этом случае будут формироваться несколько ложных траекторий, которые в последствии отсекаются.
Метод минимальных эллиптических отношений заключается в вычислении для каждой из отметок, попавшей в строб, эллиптического отклонения (1.7).
,(1.7)
где: Х2 , Y2 расстояние между ЭТ и текущей точки;
, ошибки определения x, y.
Решение о выборе истинной отметки принимается по минимуму . Данный метод дает оптимальное решение при попадании в строб более одной отметки, но для его применения необходимо знать характеристики рассеивания отметок.
Метод наименьших расстояний состоит в вычислении для каждой из отметок, попавшей в строб отклонения (1.8).
(1.8)
и выбор текущей отметки для продолжения траектории ВО выбирается по минимуму R.
1.4.2 Оптимальные алгоритмы сглаживания и экстраполяции параметров траектории движения по критерию максимального правдоподобия
1) оптимальный алгоритм оценки параметров линейной траектории;
При получении ТТ и имея выборку предыдущих значений мы производим сглаживание в текущий момент времени. Расчет сглаженных значений координат осуществляем по формуле (1.9), а сглаженных значений приращений координат (скорости) по формуле (1.10) [4, 5].
(1.9)
, (1.10)
где: Х^N оценка координаты (сглаженное значение координаты) на N шаге (N число измерений);
коэффициент (вес текущего измерения) определяется по формуле (1.11);
коэффициент (вес текущего измерения) определяем по формуле (1.12).
(1.11)
(1.12)
2) Рассмотрим корреляционную матрицу ошибок;
,
где: К(1,1) - дисперсия ошибки оценки (сглаживания) координаты в зависимости от n где n число элементов по которым происходит сглаживание.
К(2,2) - дисперсия ошибки оценки приращения координаты (скорости).
К(1,2) и К(2,1) - корреляционный момент связи между ошибками оценки координаты и ее приращения.
Значения элементов корреляционной матрицы (где n1=К(1,1), n2=K(2,2), n3=K(1,2)=R(2,1)) приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2
N1 |
1 |
0.8 |
0.7 |
0.6 |
0.52 |
0.46 |
0.42 |
0.38 |
0.35 |
0.318 |
0.295 |
0.275 |
0.257 |
0.242 |
|
N2 |
2 |
0.5 |
0.2 |
0.1 |
0.06 |
0.04 |
0.03 |
0.02 |
0.02 |
9.09Е-3 |
6.99E-3 |
5.5E-3 |
4.4E-3 |
3.6E-3 |
|
N3 |
1 |
0.5 |
0.3 |
0.2 |
0.14 |
0.11 |
0.08 |
0.07 |
0.06 |
0.045 |
0.038 |
0.033 |
0.029 |
0.025 |
|
N |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
На рисунке 1.4 приведены графики элементов корреляционной матрицы ошибок оценки параметров линейной траектории. Из анализа этих графиков следует, что для получения достаточно точных оценок параметров линейной траектории необходимо производить совместную обработку не менее пяти-шести подряд следующих измеренных значений координат [5].
А из проведенных экспериментов следует, что и не более семи, что объясняется тем, что вес последних измерений становится малым и алгоритм перестает реагировать на маневр ВО.
Рис. 1.4
3) Оптимальный алгоритм экстраполяции параметров полиномиальной траектории;
После сглаживания полученной ТТ и скорости мы переходим к экстраполяции на основе имеющихся данных используя формулу (1.14).
где: экстраполированная координата на следующий обзор;
i сглаженное значение координаты.
Рассмотрим корреляционную матрицу ошибок (1.15).
где: ф11 - дисперсия ошибки экстраполяции координаты,
n1=ф11 ,
ф12, ф21 - корреляционный момент связи между ошибками экстраполяции координаты и её приращения,
n3=ф12=ф21,
ф22 - дисперсия ошибки экстраполяции приращения координаты,
n2=ф22.
Таблица 1.3
N1 |
5 |
2.33 |
1.5 |
1.1 |
0.87 |
0.71 |
0.61 |
0.53 |
0.47 |
0.42 |
0.38 |
0.35 |
0.319 |
0.295 |
|
N2 |
2 |
0.5 |
0.2 |
0.1 |
0.06 |
0.04 |
0.02 |
0.02 |
0.02 |
9.1E-3 |
6.9E-3 |
5.5E-3 |
4.4E-3 |
3.6E-3 |
|
N3 |
2 |
0.75 |
0.4 |
0.25 |
0.17 |
0.13 |
0.1 |
0.08 |
0.06 |
0.05 |
0.042 |
0.036 |
0.031 |
0.027 |
|
N |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
На рисунке 1.5 приведены графики элементов корреляционной матрицы ошибок экстраполяции параметров линейной траектории, а значения в таблице 1.3. Из рисунка 1.5 видно, что экстраполирование необходимо проводить при n не менее пять-шесть измерений [4, 5], а из проведенных экспериментов следует, что и не более восьми, что объясняется тем, что вес последних измерений становится малым и алгоритм перестает реагировать на маневр ВО.
Рис. 1.5
4) Анализ алгоритмов сглаживания и экстраполяции для маневрирующих ВО
Траектория полета ВО представляется в виде полинома n-й степени. Траекторию ВО будем делить на участки прямолинейного и равномерного движения и участки маневрирования, которые чередуются случайным для наземного наблюдателя (системы обработки) образом. Маневрирование ВО может быть по скорости и направлению. Маневрирование по скорости ограничивается допустимым тангенциальным ускорением, не превышающим 1g. Маневрирование по направлению (вираж) может осуществляться со значительно большей перегрузкой, порядка (3-5)g. В простейшем случае можно предположить, что основным видом маневрирования ВО является вираж по курсу на постоянной высоте с постоянным нормальным ускорением (перегрузкой), т.е. по дуге окружности. В этом случае проекция траектории ВО на горизонтальную плоскость, представляет собой последовательность прямолинейных отрезков, сопряженных дугами окружностей различного радиуса. При прямолинейном и равномерном движении оценку и экстраполяцию мы уже рассмотрели, а при выявлении маневра нам нужно использовать для представления траектории ВО полином более высокого порядка. Получаемые при этом формулы громоздки их вывод и внешний вид мы можем найти в [4, 5]. Мы рассмотрим только два элемента из корреляционной матрицы ошибок оценки параметров квадратичной траектории при увеличении n. Первый элемент по диагонали, показывающий точность оценки координаты, его график приведен на рисунке 1.6 под номером n1 и второй элемент, по диагонали показывающий точность оценки приращения координаты, его график приведен на рис. 1.6 под номером n2. Сравним эти элементы с аналогичными элементами корреляционной матрицы ошибок оценки линейной траектории их графики приведены на рисунке 1.6 соответственно под номерами n10 и n20. Соответствующие значения для графиков приведены в табл. 1.4.
Таблица 1.4
N1 |
1 |
0.95 |
0.89 |
0.82 |
0.76 |
0.71 |
0.66 |
0.62 |
0.58 |
0.547 |
0.516 |
0.489 |
0.47 |
|
N10 |
0.83 |
0.7 |
0.6 |
0.52 |
0.46 |
0.42 |
0.38 |
0.35 |
0.318 |
0.295 |
0.275 |
0.257 |
0.24 |
|
N2 |
54.5 |
12.7 |
4.67 |
2.14 |
1.13 |
0.65 |
0.40 |
0.26 |
0.178 |
0.125 |
0.091 |
0.067 |
0.05 |
|
N20 |
0.5 |
0.2 |
0.1 |
0.06 |
0.04 |
0.02 |
0.02 |
0.01 |
9.1E-3 |
6.9E-3 |
5.5E-3 |
4.4E-3 |
3.57E-3 |
|
N |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
Рис. 1.6
Из рисунка видно, что при небольших значениях n точность оценки параметров линейной траектории выше квадратичной. Следовательно, на небольших интервалах наблюдения целесообразно представлять траекторию движения ВО полиномом первой степени. При этом обеспечивается достаточно высокое качество фильтрации случайных ошибок оценки, возникающих из-за не соответствия гипотезы движения. Динамические ошибки вследствие малости аппроксимируемого участка траектории не имеют существенного значения [4, 5].
Вследствие этого при выявлении маневра, мы продолжаем работать с линейной траекторией. Но для того, чтобы алгоритм не терял маневр, используются четыре предшествующих подряд измерения с последующим увеличением их до восьми, что позволит адаптировать используемые алгоритмы под изменяющийся входной сигнал, т.е. мы получаем адаптивные оптимальные алгоритмы. В процессе проведения экспериментов предположение об адаптации алгоритмов к изменяющимся параметрам траектории движения ВО подтвердилось.
1.4.3 Сравнение алгоритма коэффициентов с адаптивным оптимальным алгоритмом
Для тестирования данных алгоритмов был создан файл воздушной обстановки. При проведении экспериментов использовали алгоритм и оптимальный адаптивный алгоритм. Результаты представлены на рисунке 1.7-1.8.
Рис. 1.7 алгоритм
Рис. 1.8 оптимальный адаптивный алгоритм
Сравнивая работу алгоритмов на одном и том же файле налета, рисунок 1.7 и рисунок 1.8. Мы наблюдаем, что оптимальный адаптивный алгоритм лучше решает задачи вторичной обработки радиолокационной информации чем алгоритм .
1.4.4 Стробирование и сличение в стробах
1) Стробирование;
В соответствии с основным принципом построения траектории, при вторичной обработке радиолокационной информации, новая отметка может быть использована для продолжения сопровождаемой (обнаруживаемой) траектории, если ее отклонение от центра строба не превышает некоторую фиксированную величину, определяемую размерами строба, т.е.
| Ui-Uэl|<= dUlстр , (1.16)
где: Ui совокупность координат i ТТ,
Uэl совокупность координат l ЭТ ,
dUlстр размеры строба по координатам(радиус).
Отклонение истиной отметки от центра строба определяется суммарными ошибками экстраполяции координат траектории по предыдущим сглаженным значениям её параметров и ошибками единичного измерения координат новой отметки. На практике ошибки экстраполяции не учитывают в связи с тем, что ошибки измерения намного больше ошибок экстраполяции и расчеты производятся в декартовой системе координат, используется круглый строб, вследствие этого все расчеты сводятся к расчету радиуса по формуле (1.17).
R=D*sin(а)+Rm1, (1.17)
где R - радиус строба,
D - дальность до цели,
а - ошибка измерения азимута,
Rm1 - максимально возможные изменения координаты и скорости в случаи маневра цели.
Расчетаем Rm1 для максимальной маневрирующей возможности ВО, перегрузка 5g [4, 5].
, (1.18)
где: a - ускорение,
V - скорость,
R - радиус окружности.
Рассмотрим рисунок 1.9.
Нам нужно найти координаты точки А пересечения двух окружностей для этого мы составляем систему уравнений (1.19).
(1.19)
Рис 1.9
где: радиус первой окружности определяемый, как скорость на время между обзорами равное 10 секундам,
х, y - координаты точки А,
R2 - радиус второй окружности по которой совершается разворот.
Решая систему уравнений (1.19).
Приравнивая левые части системы уравнений (1.21), выражаем y и заменяя R на формулу (1.18) получаем: y=-50*a где а=5*g и получаем у=-2500м. Так как маневр возможен в обе стороны то у=(+,-)2.5км. Подставляя в первое уравнение у и V=1км получаем х=9.7км а хстр. =0.3км так как строб у нас круговой находим радиус строба Rстр.=2.52 км, а при V=0.25км Rстр.=4.5км при времени между обзорами 10 секунд.
2) Назначение отметок в стробе
При распределении отметок по стробам т.е. назначении ТТ к ЭТ возникают следующие ситуации.
· Если стробы не пересекаются и в строб попала одна ТТ то по ней и происходит дальнейшая обработка.
· Если стробы не пересекаются и в строб попало несколько ТТ то выбирается та которая ближе к ЭТ, а остальные считаются новыми отметками.
· Если стробы пересекаются и в стробы попала одна ТТ то она назначается той ЭТ к которой ближе, а в остальных стробах в качестве ТТ принимается ЭТ.
· Если стробы пересекаются и в стробы попало несколько отметок рисунок 1.11 то составляем матрицу рис 1.10 в которой столбцы (ЭТ), а строки (ТТ). Элементы - расстояния между ТТ и ЭТ вычисляемые по формуле (1.26). Селекцию ТТ по ЭТ проводим применяя критерий наименьших расстояний (1.22).
i/j |
ТТ1 |
ТТ2 |
|
ЭТ1 |
10 |
15 |
|
ЭТ2 |
13 |
9 |
Рис. 1.10
Рис. 1.11
(1.22)
(1.23)
(1.24)
(1.25)
(1.26)
где формулы (1.23) и (1.24) ограничения. Физический смысл ограничений заключается в том, что к каждой ЭТ может быть отнесено не более одной ТТ и наоборот т.е. этим однозначно определяется число пар ТТ-ЭТ. Поскольку данная задача является задачей линейного программирования, более того - это транспортная задача закрытого типа, а в силу ограничений (1.23) и (1.24) она является задачей о назначениях, для решения данной задачи применимы, как методы используемые при решении транспортной задачи, так и специализированные методы такие как, Венгерский метод, но в силу сложности подготовительного этапа он не используется. В данном комплексе применяется метод Потенциалов.
Проанализируем применения критерия минимальных расстояний при создании пар ТТ-ЭТ. Рассмотрим данный вопрос на примере двух траекторий. Отклонение ТТ относительно ЭТ происходит по нормальному закону распределения с нулевым математическим ожиданием и единичной дисперсией рассмотрим рисунок 1.12.
Из рисунка 1.12 видно что плотность распределения напрямую зависит от расстояния между ТТ и ЭТ. А так как для нас оба варианта равновероятны и отдавать предпочтение какому либо одному классу мы не можем, из выше сказанного следует, что плотности распределения одинаковы и наш подход по минимуму расстояний верный.
Рис 1.12
1.5 Устройства сопряжения
1.5.1 Описание устройства сопряжения ВОИ со спецвычислителем РЛС
В работе устройства сопряжения со спецвычислителем мы используем все сигналы кроме сигнала готовности, так как мы не вмешиваемся в работу спецвычислителя, а только отслеживаем и берем нужные нам кодограммы по коду связи. Принципиально электрическая схема приведена в приложении 1.
1) Описание работы устройства сопряжения со спецвычислителем.
Используемые кодограммы (КТ-А, КТ-ОП, АЗТ) выдается на шину спец вычислителя (СВ) по кодам связи 12, 13, 14. Требуемый код связи обнаруживается логической схемой собранной на элементах D11.1, D5.4, D5.5, D9.2, D5.6, D10.2. При поступлении требуемого кода связи с выхода элемента D10.2 на вход данных тригера D8.2 подается нулевой уровень и по СНИ этот тригер устанавливается в нулевое состояние. Уровень один на инверсном выходе D8.2 снимет сигнал установки в «0» счетчика D13 (элемент D9.4) и запрет на выдачу импульсов записи информации в регистры (элемент D9.3).
СИ с генератора СВ через элемент D11.2 поступает на вход счетчика D13. Состояние счетчика D13 дешифруется схемой D14. Выходы дешифратора, стробированные СИ (элемента D9.3) через элементы D15.1, D15.2, D15.3, D15.4, D12.4 являются сигналами записи информации в соответствующие буферные регистры D22-D27.
Выходы дешифратора соответствуют номеру слов используемых кодограмм. Рассмотрим на примере кодограммы КТ-А (выводы 0, 1 не задействуются, т.к. слова 0, 1 не содержат информации, необходимой для решения задач обработки).
Выходы RG D22-D27 параллельно (т.к. используются микросхемы 555 и Р22 с тремя состояниями) подсоединяются на вход мультиплексора D28.
После записи последнего слова кодограммы (6-го) в регистры тригера D8.1 через элементы DN.1, DN2 переводятся в единичное состояние и разрешает выдачу принятой информации в канал связи.
Сигнал с вывода 5 тригера 8.1 снимет сигнал устройства установки ноль со счетчиков (номера разряда) D3, через элемент D4.1 и (номер байта) D4, через элемент D4.4.
Разрядов в каждом выдаваемом слове 11 (1 стартовый, 8 информационных, 2 стоповых). Стартовые и стоповые биты задаются непосредственно. 1-го разряда D28 к «1» 10, 11 - к источнику +5В для обеспечения выдачи в канал связи сигнала «стоп» при отсутствии информации.
Собственный генератор собран на элементах D1.1,-D1.3 с выхода 8 делителя на D2.1, D2.2 снимается сигнал с частотой 9.6 кГц, который подается на счетный вход (5) счетчика битов D3. После выдачи 10 битов счетчик D3 устанавливается в «0» состояние через элементы D4.2, D4.1. После выдачи 6-го байта сбрасывается счетчик D6 (через элементы D4.3, D4.4), тригер D8.1 устанавливается в «0» (через элементы D4.3, D9.1, D5.3), тригер D8.2 устанавливается в «1» с выхода 6 D8.1, элементы D31.1, D5.2.
Схема установки начального состояния собрана на элементах D15, D14, R6, C2.
Выдача информации осуществляется через блок сопряжения с АСУ. Преобразование сигнала требуемой амплитуды и гальванической развязки осуществляется с помощью схемы собранной на элементах R11-R22, D30, VD1-VD5, VT1-VT6, C3.
На выходе устройства сопряжения со СВ мы получаем следующие кодограммы КТ-А, КТ-ОП, АЗТ по кодам связи 12, 13, 14.
КТ-А
1-й байт 2-й байт 3-й байт 4-й байт 5-й байт 6-й байт
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0
1 2 3 4 5 6 7
Д 1 Д 0 АЗ 0 АЗ |вкт|0 УМ 0 ум | |огп|вкт|0
КТ-ОП
1-й байт 2-й байт 3-й байт 4-й байт 5-й байт 6-й байт
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 1
2 3 4 5 6 7
Д 1 Д 0 АЗ 0 АЗ |вкт|0 УМ 0 ум | |огп|вкт|0
АЗТ
1-й байт 2-й байт 3-й байт 4-й байт 5-й байт 6-й байт
0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7
01 2 3 4 5 6 7
1 0 АЗ 0 АЗ | ---0 0 0
Используемая информация:
АЗ - азимут; ЦМР-5,27';
Д -- дальность; ЦМР -0,2/0,4 км;
УМ - признак достоверности угла места;
0 - достоверно
1 - недостоверно
ОГП--опознавание государственной принадлежности;
ВКТ--вид координатной точки (001-ЭХО, 101-П).
В этом виде они выдаются в канал связи в старт-стопном режиме и поступают на один из последовательных портов ЭВМ.
В 1-м байте кодограммы 7-й разряд всегда равен «1» , в остальных байтах -«0», (для определения начала кодограммы).
1.5.2 Описание устройства сопряжения ВОИ с телеграфными каналами связи
Созданный комплекс вторичной обработки РЛИ выдает информацию потребителям в форме донесений системы 5Д72, что позволяет поддерживать единый протокол обмена.
Общий вид кодограмм в формате аппаратуры 5Д72.
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
|
Код начала Донесения |
Сообщение |
КПД |
КПД--код подтверждения достоверности.
Внутренняя структура сообщений:
Кодограмма первого типа о координатах ВО передается с темпом 1 донесения две минуты или по мере обновления координат ВО по форме.
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
|
Код начала Донесения |
Тип донесения |
№ цели |
Координаты ВО |
Время локации |
КПД |
Кодограмма второго типа о характеристиках ВО выдается с темпом одного донесения за 5 минут или по мере обновления характеристик целей по форме.
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
|
Код начала Донесения |
Тип донесения |
№ цели |
Тип цели |
Состав цели |
Высота цели |
Скорость цели |
Курс цели |
Х |
КПД |
Кодограмма четвертого типа о причинах «сброса» ВО выдается по мере необходимости по форме.
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
|
Код начала Донесения |
Тип донесения |
№ цели 1 |
№ цели 2 |
Причина сброса |
Х |
Х |
Х |
Х |
Х |
КПД |
Принципиальная электрическая схема устройства сопряжения с каналами связи приведена в приложении 2.
1.6 Разработка программного комплекса вторичной обработки
1.6.1 Структурная схема программного комплекса вторичной обработки
Полученную информацию мы преобразовываем и заполняем массив полученных отметок по текущему азимуту, определяем какие отметки принадлежат каким группам стробов. Если отметка не принадлежит ни одному стробу, то она считается вновь пришедшей и ставится на обнаружение траектории, если отметка принадлежит одному стробу и в этом стробе только одна, то отдается сразу в блок оценки параметров. Если в строб не попала ни одна отметка, то проверяется на критерий сброса. Если трасса не сбрасывается, то ЭТ выдается вместо ТТ. При сбросе происходит отображение оператору и оповещение других потребителей информации.
Во всех остальных случаях проводится селекция отметок в стробах. После этого полученные пары передаются в блок оценки и экстраполяции. Проводим необходимые траекторные расчеты, расчет стробов, формирование групп пересекающихся стробов, отображение оператору, преобразование информации о воздушной обстановке в кодограммы и выдачу другим потребителям.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1.6.2 Средства программирования
Языком программирования для создания комплекса вторичной обработки РЛИ был выбран Borland C++ по следующим соображениям.
· C++ является одним из современных языков программирования высокого уровня, так же он хорошо зарекомендовал себя лаконической записью алгоритмов, логической стройностью программ [1].
· Во многих случаях программы, написанные на С++, сравнимы по скорости с программами написанными на языке ассемблера [1].
· С++ обеспечивает довольно легкий доступ к аппаратным средствам компьютера [1].
· В языке С++ реализованы некоторые операции низкого уровня [1].
· Язык С++ поддерживает механизм указателей [1].
1.7 Описание программного комплекса вторичной обработки
1.7.1 Требования к аппаратному и программному обеспечению
Созданный комплекс может быть установлен на персональном IBM совместимом компьютере, для нормальной работы комплекса необходимо, чтобы удовлетворялись следующие требования. Но при необходимости данный комплекс может работать и на ПК предшествующего поколения.
компьютер Pentium 75;
операционная система DOS 6.2;
оперативная память 4 Мб;
свободное дисковое пространство не менее 2 Мб.
1.7.2 Руководство пользователя
Для работы программы необходимо чтобы в одном каталоге находились следующие файлы (linklwar.exe, svga256.bgi, mmmm3.kaw, mmmm4.kaw, nsdtows.kaw, pvo.kaw, station.kaw, towns.kaw). Запуск программы происходит при запуске файла linklwar.exe. Для работы также необходимо чтобы Сom порты были соединены с каналами связи и по одному из каналов связи был сигнал от РЛС или от другого компьютера имитирующего этот сигнал.
Для имитации необходимо на другом компьютере создать каталог со следующими файлами (nllink.exe, btl22.kaw), а также соединить эти два компьютера нуль-модемным кабелем.
После запуска программы появляется изображение карты и развертки от РЛС. Для настройки программы можно вызвать меню по F2 или использовать горячие клавиши.
· Клавиши курсора-перемещение по карте.
· (+,-) масштабирование карты.
· P - отображение зон и секторов сетки ПВО.
· { - отображение больших квадратов сетки ПВО.
· O - оцифровка специальной системы координат.
· T - отображение названия городов.
· F3 - отображение таблицы ТХЦ.
· 1 - отображение развертки РЛС.
· 2 - отображение трасс сопровождаемых ВО.
· 3 - отображение трасс потерянных ВО.
· Esc - выход.
Информация о воздушной обстановке отображается либо на фоне карты либо виде таблицы (табло характеристик целей ТХЦ ВО).
Вид программы с вызванным меню показан на рисунке 1.13.
Рис. 1.13
компьютер радиолокационный информация цифровой
2. БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТА
Данный раздел разработан для стадии эксплуатации системы в воинской части схема помещения приведена на рисунке 2.1.
Рис 2.1
1) Санитарно-гигиенические требования;
В созданном комплексе предполагается создание двух рабочих мест операторов ЭВМ. Санитарно гигиенические требования, предъявляемые к рабочему месту оператора, определяются на основании СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, персональным электронным вычислительным машинам и организации работы». Комплекс будет использоваться на командном пункте типа «Шалаш». Будем рассматривать, удовлетворяют ли параметры помещения для организации ещё двух мест операторов ПК. Согласно санитарным нормам СанПиН 2.2.4.548-96, предусматривается для оператора ПК:
площадь на одного работающего не менее 6;
объем производственного помещения на одного работающего не менее 20.
Для остальных работающих.
площадь на одного работающего не менее 4.5;
объем производственного помещения на одного работающего не менее 15.
При организации дополнительных 2 мест сотрудников рассматривается необходимая дополнительная площадь помещения. По данным заказчика площадь КП составляет 70м2 высота 6 метров при числе работающих 9 человек.
Таким образом площадь КП S = 70 м2, объём помещения V = 420 м3. Произведем расчет соотношения объема и площади помещения к количеству уже работающих сотрудников. Получаем, что избыток площади составляет29.5 м2,а избыток объёма 285 м3. Из полученных данных мы видим, что размещения еще двух операторов удовлетворяет нормам СанПиН 2.2.4.548-96 так как на них нужна площадь 12 м2 и объем нужен 40 м3, а мы имеем 29.5 м2 и 285 м3.
2) Микроклимат производственного помещения;
На работоспособность человека влияют различные физические факторы внешней среды. К ним относятся микроклиматические условия, которые связаны со специфическими условиями производства. Параметры микроклимата на КП остаются постоянными в силу специфики постройки. Параметры микроклимата рабочей зоны и помещения выделяются в зависимости от категории выполняемых работ. Все параметры микроклимата нормируются в соответствии с СанПиН 2.2.4.548-96. Работа двух дополнительных операторов предусматривает умственный труд при эксплуатации комплекса, отслеживанием и анализом информации на экране терминала и минимальные физические затраты труда при ремонте оборудования. Согласно приведенным параметрам работа операторов соответствует 1а категории работ, легкой. В соответствии СанПиН 2.2.4.548-96 в рабочей зоне нормируются температура, относительная влажность и скорость движения воздуха, указанные в таблице 2.1.
Таблица 2.1
Оптимальные и допустимые нормы микроклимата
Период года |
Категория работ |
Температура, С |
Относительная влажность, % |
Скорость воздуха, М/с |
||||
опт |
доп. |
опт. |
доп. |
опт. |
доп. |
|||
Холодный |
Легкая Iа |
22-24 |
20-25 |
40-60 |
15-75 |
0.1 |
0.1 |
|
Теплый |
Легкая Iа |
23-25 |
21-28 |
40-60 |
15-75 |
0.1 |
0.1-0.2 |
Для обеспечения нормируемых параметров микроклимата имеется механическая приточная вентиляция и центральное отопление, в соответствие с СанПиН 2.2.4.548-96.
При отсутствии загрязнения воздуха вредными веществами в процессе производства обеспечивается подача воздуха в помещение, на одного работающего не менее 18 м3/ч.
3) Освещение помещения;
Работа операторов ПК относится к грубой (очень малой точности),
разряд IV. Согласно СНиП 23-05-95. Рекомендуемая освещенность на рабочей поверхности 200 лк. В связи со спецификой работы освещение для операторов может быть применено только местное.
Нормируемые параметры освещения производственного помещения приведены в таблице 2.2.
Таблица 2.2
Параметры освещения производственного помещения
Наименование помещения. |
Характер работы. |
Размер объекта различения, мм. |
Освещенность на рабочей поверхности, лк. |
|
КП |
Грубая |
больше 5 |
200 |
Исходя из специфики работы и требований электробезопасности, мы применяем местное освещение, для этого используем фигурный люминесцентный светильник (ФЛО) и (ЛБУ20) люминесцентную белую U-образную 20Вт. лампу с коэффициентом пульсации не более 5%. А так же люминесцентные лампы обладают большой световой отдачей, большим сроком службы и малой яркостью светящей поверхности.
4) Шум;
Основным источниками шума в помещении являются:
2 вентилятора блока питания
вынос изд. 55Ж6.
спецоборудования связи.
оборудования связи
Допустимые уровни шума на рабочих местах для данного помещения, согласно «Санитарные нормы допустимых уровней шума на рабочих местах» №322385.
Таблица 2.3
Допустимые уровни звукового давления, дБ на рабочем месте
Помещение |
Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц |
уровни звука, дБ (А) |
||||||||
63 |
125 |
25 |
50 |
100 |
200 |
400 |
8000 |
|||
КП |
83 |
74 |
68 |
63 |
60 |
57 |
55 |
54 |
65 |
Из-за специфики работы, связь происходит с использованием микрофонов и наушников. По данным заказчика фактические уровни шумов соответствуют приведенным в таблице 2.3.
5) Пожарная безопасность;
Пожар в помещениях подземного типа представляет особую опасность, так как связан с риском для человека. Горючие компоненты помещения КП: двери, бумажные и синтетические носители информации, конструктивные элементы, внутренние компоненты (столы, стулья и т.д.).
Согласно СНиП 21-01-97 "Пожарная безопасность зданий и сооружений ", помещение КП относится к классу Ф4.3.
Следует знать пути эвакуации людей и оборудования при пожаре КП. Для эвакуации предусмотрено два пожарных выхода.
Необходимое время эвакуации людей согласно СНиП 21-01-97 “Противопожарные нормы” составляет:
по коридорам - 1 мин. от дверей наиболее удаленных помещений, расположенных между двумя лестничными клетками или наружными выходами, и 0.5 мин. от помещений с выходом в тупиковый коридор;
по лестницам - 5 мин. для зданий высотой до пяти этажей включительно.
Подобные документы
Дискретизация как элемент алгоритмов сбора первичной измерительной информации. Введение поправок на известную систематическую погрешность ИК. Анализ мостовой схемы с внутренним сопротивлением питающего генератора. Алгоритм линеаризации цифровых устройств.
контрольная работа [290,2 K], добавлен 24.02.2011Выбор методов проектирования устройства обработки и передачи информации. Разработка алгоритма операций для обработки информации, структурной схемы устройства. Временная диаграмма управляющих сигналов. Элементная база для разработки принципиальной схемы.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 16.08.2012Меры противодействия информационным угрозам. Акустические и виброакустические каналы утечки речевой информации. Разновидности радиолокационной разведки. Классификация методов и средств защиты информации от радиолакационных станций бокового обзора.
презентация [88,0 K], добавлен 28.06.2017Обоснование, выбор и расчет тактико-технических характеристик самолетной радиолокационной станции. Определение параметров излучения и максимальной дальности действия. Оценка параметров цели. Описание обобщённой структурной схемы радиолокационной станции.
курсовая работа [277,9 K], добавлен 23.11.2010Разработка функциональной схемы блока приемника цифровой системы передачи информации высокочастотным каналом связи по высоковольтным линиям электропередачи. Сохранение преемственности параметров перехода от аналоговой к цифровой форме обработки сигнала.
дипломная работа [830,0 K], добавлен 14.10.2010Анализ цифровых устройств формирования видеоизображения. Основные форматы представления видеосигнала. Цифровое представление телевизионного сигнала. Принципиальный способ решения проблем передачи и записи с высокой степенью помехозащищенности сигнала.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 23.06.2015Формирование кодовых комбинации по биномиальному помехоустойчивому коду. Подсчет среднего времени передачи информации по каналу связи. Минимизация синтезированного кодового отображения методом двойного отображения по вероятности необнаружения ошибок.
курсовая работа [552,1 K], добавлен 30.05.2013Построение цифровой системы обработки информации. Реализация структурной схемы анализатора спектра на основе алгоритма быстрого преобразования Фурье. Выбор микропроцессоров различных серий, сравнительный анализ эффективности микросхем К1802 и К1815.
курсовая работа [4,1 M], добавлен 01.12.2013Радиолокация как область радиотехники, обеспечивающая радиолокационное наблюдение различных объектов. Назначение, технические данные, состав и работа РЛС 9S35М1 по структурной схеме. Источники радиолокационной информации. Преимущества импульсного режима.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 12.06.2009Адаптивные системы передачи информации. Алгоритмы сжатия данных с однопараметрической адаптацией. Расчет разрядности аналогово-цифрового преобразователя. Расчет коэффициентов экстраполирующего полинома. Функциональная схема: блок датчиков и коммутации.
курсовая работа [443,9 K], добавлен 07.12.2012