Проектирование сети передачи дискретных сообщений железной дороги

Определение среднесуточной нагрузки станции абонентского телеграфирования и потока телеграфного обмена по системе прямых соединений. Коэффициенты неравномерности и прироста телеграфной нагрузки. Расчет нагрузки для каналов сети прямых соединений.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 23.10.2013
Размер файла 384,9 K

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/

Проектирование сети передачи дискретных сообщений железной дороги

1. Описание железной дороги

Красноярская железная дорога - главное звено транспортной инфраструктуры Восточной Сибири. Магистраль проходит через четыре крупных региона - Кемеровскую область, Хакасию, Иркутскую область и Красноярский край, связывая Транссибирскую и Южносибирскую магистрали. Образно говоря - это мост между европейской частью России, ее Дальним Востоком и Азией.

Управление дороги в Красноярске. В состав дороги входят 3 отделения: Абаканское, Ачинское и Красноярское. Эксплуатационная длина дороги (01.01.2001 г.) - 3159,8 км, ок. 1250 км двухпутных участков. Тепловозной тягой обслуживается 1121,5 км, электровозной - 2038,3 км. Дорога граничит с Западно-Сибирской (ст. Мариинск и Междуре-ченск) и Восточно-Сибирской (ст. Юрты, Тайшет) железными дорогами. На дороге 183 станции, из них 165 оборудованы электрической централизацией.

В среднем, железнодорожным транспортом здесь перевозится до 80% грузов и пассажиров. Услугами КраснЖД ежегодно пользуется более 17 млн. пассажиров, в том числе 15 млн. - в пригородном сообщении.

Для Красноярского края и Хакасии дорога - самый крупный работодатель: на железнодорожных предприятиях работает более 40 тыс. человек.

Эксплуатационная длина Красноярской дороги составляет 3159,8 км. Общая протяженность - 4544 км. Она относится к числу погрузочных дорог России: в больших объемах отгружает лес, уголь, нефть.

Территория, через которую проложена Красноярская магистраль, отличается сложным рельефом: многочисленные водные преграды, горные перевалы, неустойчивые и карстовые породы вносят дополнительные трудности при эксплуатации. В 1965 году был сдан в эксплуатации самый «трудный» участок: трасса мужества Абакан - Тайшет. Ее первооткрывателями были герои-изыскатели Александр Кошурников, Константин Стафато и Алексей Журавлев. Они погибли во время проведения исследовательских работ в 1942 году.

На магистрали расположено большое количество инженерных сооружений: 1081 мост (108 металлических, 954 железобетонных, 18 каменных и 1 смешанный), 2100 водопропускных труб, общей длиной более 59 км. На направлении Ачинск-Абакан, Красная Сопка-Кия-Шалтырь, Междуреченск-Тайшет проложено 18 тоннелей общей протяженностью 16,8 км (действуют 16 тоннелей, два закрыты на реконструкцию).

Мост через Енисей был первым в России и вторым на Евроазиатском материке по величине пролетов - 145 м.

Самое уникальное сооружение - мост через Енисей (расстояние между его опорами достигало 140 метров).

История его строительства такова: конце прошлого века строителям Транссиба великая сибирская река Енесей казалась непреодолимой преградой. Решить проблему взялся профессор Московского технического училища Лавр Проскуряков. В 1895 году им был составлен проект железнодорожного моста через Енисей. В том же году в Красноярск прибыл инженер-механик Евгений Кнорре: под его руководством возводился уникальный мост.

Уже через три года новый мост подвергся первым производственным испытаниям. А 28 марта 1899 года через Енисей прошел первый пассажирский поезд. В 1900 году это сооружение наряду с Эйфелевой башней было удостоено Гран-при и золотой медали Всемирной выставки в Париже - «За архитектурное совершенство и великолепное техническое исполнение». Позднее ученые ЮНЕСКО назвали красноярский железнодорожный мост «вершиной человеческой инженерной мысли». Мост упоминается и в «Атласе чудес света». Выдающиеся архитектурные сооружения и памятники всех времен и народов», изданном в 1991 году в США, - в разделе «Россия», наряду с Кремлем и Петродворецом.

Только через 103 года мост было решено демонтировать - металлические конструкции отслужили свой срок.

…И еще одна страничка истории Транссиба связана с Красноярской железной дорогой. В 1973 году в локомотивном депо Иланская потушили котел последнего паровоза. Отработавшую свой век машину отправили в Центральный музей железнодорожного транспорта в Санкт-Петербурге. А в Красноярском железнодорожном музее теперь хранятся первые рельсы магистрали.

Управление дороги находится в г. Красноярске.

Рисунок 1 - Красноярская железная дорога

Рисунок 2 - Стилизованная схема Красноярской железной дороги

2. Определение среднесуточной нагрузки станции абонентского телеграфирования

Среднесуточная нагрузка проектируемой станции абонентского телеграфирования (АТ) зависит от потока телеграфного обмена местных и иногородних абонентов. Среднесуточная нагрузка местных абонентов может быть определена из выражения

, (2.1)

где - средняя нагрузка местного абонента в минуто-занятиях за сутки; - количество местных телеграфных абонентов проектируемой станции.

мин-зан.

Среднесуточная нагрузка местных абонентов определяется суммой

, (2.2)

где - нагрузка между местными абонентами; - нагрузка между местными абонентами и иногородними; - нагрузка между местными абонентами по сети общего пользования.

Следовательно,

мин-зан.

мин-зан.

мин-зан.

Общая среднесуточная нагрузка проектируемой станции АТ с другими телеграфными станциями определяется по формуле

, (2.3)

где - нагрузка между иногородними абонентами через проектируемую станцию.

мин-зан.

Следовательно,

. (2.4)

мин-зан.

Распределение величины по направлению пропорционально среднесуточному обмену на участках заданной телеграфной сети

, (2.5)

где - среднесуточный поток телеграфного обмена по системе прямых соединений (ПС) между проектируемой и i-й станциями; - число телеграфных станций, с которыми должна быть организована телеграфная связь по системе АТ ().

Произведем расчет среднесуточной нагрузки по участку ДУ-ОУ1 (Красноярск-Ачинск):

мин-зан.

Аналогично производим расчет среднесуточной нагрузки проектируемой станции по остальным участкам и результаты расчета сводим в таблицу 3.

Таблица 3 - Расчет среднесуточной нагрузки проектируемой станции

№ п/п

Участок заданной телеграфной сети

Среднесуточные потоки телеграфного обмена по участкам , тлг

Среднесуточная нагрузка по направлениям , мин-зан.

1

ДУ-ОУ1

345

757,736

2

ДУ-ОУ2

860

1888,850

3

ДУ-ОУ3

330

724,791

4

ДУ-ОУ4

435

955,407

5

ДУ-ОУ5

270

593,011

6

ДУ-ОУ6

600

1317,802

Среднесуточная нагрузка проектируемой станции АТ определяется из выражения

. (2.6)

мин-зан.

3. Определение потока телеграфного обмена по системе прямых соединений

Общий среднесуточный поток телеграфного обмена по каналам системы ПС проектируемой станции определяется из выражения

Qкпс =,

где n - число станций, с которыми организуется связь по системе ПС (n=m=6).

Qкпс = 345+860+330+435+270+600=2840 телеграмм.

Среднесуточный поток телеграфного обмена с помощью стартстопных аппаратов станции по направлениям может быть представлен в следующем виде:

Qiссг = Qiисх + Qiвх + Qiтр,

где Qiисх, Qiвх и Qiтр - соответственно поток исходящих, входящих и транзитных телеграмм, передаваемых по каналам между проектируемой и i-й станциями.

Предположим, что потоки исходящих и входящих телеграмм по каждому направлению равны между собой Qiисх = Qiвх, тогда

Qiисх = Qiвх = 0,5 (Qiссг - Qiтр).

Q1исх = Q1вх = 0,5 (345 - 139)=103 телеграммы.

Общий среднесуточный поток исходящих и входящих телеграмм проектируемой станции по системе ПС определяется из выражения

Qисх1 = Qвх1 = 0,5 (Qссг - Qтр),

где Qисх1= - среднесуточный поток исходящих телеграмм, передаваемых по системе ПС;

Qвх1 = - среднесуточный поток входящих телеграмм, передаваемых по системе ПС;

Qссг = - общий среднесуточный поток телеграфного обмена по системе ПС;

Qтр = - среднесуточный поток транзитных телеграмм по связям, каналы которых эксплуатируются с отказами более 2%.

Qисх1 = Qвх1 = 103+345+117,5+164,5+78,5+175=984 телеграмм.

Qссг = 345+860+330+435+270+600=2840 телеграмм.

Qтр = 139+170+95+106+113+250=873 телеграмм.

Qисх1 = Qвх1 = 0,5 (2840-873)=984 телеграмм.

Результаты расчета среднесуточного потока телеграфного обмена по системе ПС сведем в таблицу 4.

Таблица 4 - Среднесуточный поток телеграфного обмена по системе ПС

№ п/п

Участок заданной телеграфной сети

Среднесуточный поток исходящих и входящих телеграмм Qiисх = Qiвх

Среднесуточный поток транзитных телеграмм Qiтр

1

Красноярск-Ачинск

103

139

2

Красноярск-Мариинск

345

170

3

Красноярск-Уяр

118

95

4

Красноярск-Саянск

165

106

5

Красноярск-Абакан

79

113

6

Красноярск-Аскиз

175

250

= =984

=873

4. Коэффициенты неравномерности и прироста телеграфной нагрузки

Одной из основных особенностей телеграфной связи является неравномерность поступления сообщений, которая обусловлена графиком движения поездов, дневной работой большинства административно-хозяйственных органов железнодорожного транспорта и т.д. Поэтому расчет числа каналов и мощности оборудования станций производится по величине нагрузки в час ее наибольшего поступления, т.е. в час наибольшей нагрузки (ЧНН).

Для характеристики неравномерности применяют коэффициент концентрации. Под коэффициентом концентрации часа наибольшей нагрузки понимают отношение нагрузки в час наибольшего её поступления к суммарной нагрузке за сутки , т.е.

,

Учитывая неравномерность распределения нагрузки по дням недели, определяют коэффициент суточной неравномерности:

,

где - нагрузка в максимально загруженные сутки недели;

- среднесуточная нагрузка за неделю.

Неравномерность распределения нагрузки по месяцам года характеризуется коэффициентом месячной неравномерности, представляющим отношение нагрузки в максимально загруженном месяце года к среднемесячной нагрузке за год:

,

Увеличение телеграфной нагрузки за счет ее роста в ближайшие годы учитывается коэффициентом:

,

где - коэффициент, учитывающий влияние на величину телеграфной нагрузки объема работы железнодорожного транспорта, развития иных видов электрической связи и других факторов;

- темп ежегодного прироста телеграфной нагрузки;

- период роста телеграфной нагрузки в годах.

Произведем ручной расчет коэффициента концентрации часа наибольшей нагрузки и коэффициента суточной неравномерности для сети ПС и сети АТ по первому направлению. Для сети ПС:

,

,

где ,

tзкр.2=1,23 мин; tзка.2=0,8 мин

где - среднесуточная нагрузка по сети ПС.

Для сети АТ:

,

час-зан

где - среднесуточная нагрузка по сети АТ.

Расчет коэффициентов концентрации часа наибольшей нагрузки Кчнн и коэффициентов суточной неравномерности Ксн для сети ПС и сети АТ по другим направлениям выполнен на ПЭВМ. Результаты расчета представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Результаты расчета коэффициентов концентрации часа наибольшей нагрузки Кчнн и коэффициентов суточной неравномерности Ксн для сети ПС и сети АТ

Коэффициенты

Значения коэффициентов

Сеть АТ

Сеть ПС

ДУ - ОУ1

0,113

0,144

ДУ - ОУ2

0,078

0,092

Кчнн

ДУ - ОУ3

0,115

0,147

ДУ - ОУ4

0,101

0,126

ДУ - ОУ5

0,128

0,165

ДУ - ОУ6

0,089

0,109

ДУ - ОУ1

1,427

1,354

ДУ - ОУ2

1,348

1,233

Ксн

ДУ - ОУ3

1,432

1,360

ДУ - ОУ4

1,400

1,311

ДУ - ОУ5

1,462

1,407

ДУ - ОУ6

1,371

1,270

Коэффициент месячной неравномерности составляет:

для сети АТ и сети ПС - Кмн = 1,20.

Коэффициент роста составляет:

для сети АТ - Кр = 1,00

для сети ПС - Кр = 1,10

5. Коэффициент добавочной нагрузки

При расчетах каналов и оборудования телеграфных станций сети ПС необходимо учитывать не только нагрузку по передаче и приему телеграмм, но и нагрузку в виде потерянных вызовов, передачи справок, запросов и т.д.

Добавочная нагрузка за счет потерянных вызовов принимается равной 10%, а нагрузка по передаче справок и запросов - 5%. При этом общий коэффициент, учитывающий добавочную нагрузку, Кдн =1,15.

6. Расчет нагрузки каналов сети прямых соединений

Расчет нагрузки каналов и необходимого оборудования телеграфной станции при любой системе телеграфирования производится для часа наибольшего значения потоков телеграфных сообщений.

При системе ПС, в случае занятости каналов внутридорожной сети, транзитные телеграммы направляются на автоматизированные аппараты переприема.

Исходя из оптимальных капитальных затрат и эксплуатационных расходов, процент отказов на внутридорожных связях в среднем принимается около 50%, а это значит, что при равном количестве исходящих и входящих телеграмм 25% транзитных телеграмм с проектируемой станции будут передаваться по каналам внутри дорожной сети с помощью автоматизированных аппаратов.

Тогда нагрузку внутридорожных каналов в ЧНН между проектируемой и i-й станцией можно определить по формуле, Эрл

,

- произведение коэффициентов неравномерности, прироста и добавочной нагрузки для сети ПС.

Для первого отделения:

.

Значения коэффициентов Кпс и нагрузок Укпс приведены в таблице 6 в параграфе 8.

7. Расчет нагрузки каналов сети абонентского телеграфирования

При организации самостоятельной сети АТ нагрузку каналов в ЧНН между проектируемой и i-й станциями можно представить в следующем виде, Эрл

,

где - общий коэффициент при расчете нагрузки каналов сети АТ; - коэффициент добавочной нагрузки в виде потерь вызовов на сети АТ.

Произведем все необходимые расчеты для первого участка:

.

Эрл.

Значения коэффициента и нагрузок приведены в таблице 6 в параграфе 8.

8. Расчет нагрузки каналов общей сети абонентского телеграфирования и прямых соединений

Объединение сетей АТ и ПС позволяет достигнуть лучшего использования каналов для обеих систем за счет укрепления пучков и смещения максимумов нагрузки на сетях АТ и ПС. Хотя общая сеть АТ и ПС предусматривается для передачи сообщений по каналам магистральной связи, но в ряде случаев целесообразно применение общей сети АТ и ПС на внутридорожной связи.

При организации объединенной сети АТ и ПС внутридорожной связи общую нагрузку каналов в ЧНН между проектируемой и i-той станциями можно определить по формуле

,

где - нагрузка каналов системы ПС в ЧНН на i-м участке общей телеграфной сети при отказах не более 2%; - коэффициент, выражающий нагрузку каналов системы АТ на i-м участке через величину во время наибольшего значения общей нагрузки.

Нагрузка каналов сети ПС в ЧНН, Эрл

.

Произведем все необходимые расчеты для первого участка:

Эрл.

Эрл.

Аналогично произведем расчеты для всех остальных участков. Результаты расчетов занесем в таблицу 6.

Таблица 6 - Результаты расчета нагрузки каналов

Участок телеграфной связи

, тлг

, тлг

, Эрл

, Эрл

, Эрл

, Эрл

Красноярск-Ачинск

345

139

2,024

2,686

2,098

4,247

0,296

0,213

Красноярск-Мариинск

860

170

3,001

4,396

3,054

6,571

0,173

0,140

Красноярск-Уяр

330

95

2,002

2,637

2,054

4,164

0,303

0,218

Красноярск-Саянск

435

106

2,202

2,982

2,250

4,636

0,252

0,187

Красноярск-Абакан

270

113

1,881

2,442

1,952

3,906

0,352

0,247

Красноярск-Аскиз

600

250

2,492

3,528

2,587

5,410

0,210

0,161

9. Определение числа телеграфных каналов

Для определения необходимого числа каналов на участках между проектируемой станцией и заданными узлами связи дороги воспользуемся номограммой. Процент отказов на внутридорожных связях примем для сети ПС - 50% (Pв = 0,5), АТ - 20% (Pв = 0,2), общей сети АТ и ПС - 20% (Pв = 0,2).

Найденное число каналов для каждого участка при организации общей и раздельных сетей АТ и ПС внутридорожной связи представим в виде таблицы 7.

Сопоставляя результаты определения числа каналов, выбирают тот вариант организации внутридорожной телеграфной связи на каждом участке, который требует наименьшего числа каналов.

Количество соединительных линий между проектируемой станцией и ее абонентами можно принять равным числу заданных абонентов.

Таблица 7 - Число телеграфных каналов полученное в результате расчетов

Наименование участков телеграфной связи

Число каналов

При раздельных сетях АТ и ПС

Всего

При общей сети АТ и ПС

сеть ПС

сеть АТ

Красноярск-Ачинск

3

5

8

6

Красноярск-Мариинск

4

8

12

9

Красноярск-Уяр

3

5

8

6

Красноярск-Саянск

3

5

8

7

Красноярск-Абакан

3

4

7

6

Красноярск-Аскиз

4

6

10

8

10. Расчет коэффициента готовности каналов связи

Анализ статистических данных показал, что отказы в телефонных каналах, образованных в кабельных магистралях связи по ряду причин делят на три группы:

- длительные (от нескольких десятков минут до нескольких часов) - отказы первого рода;

- средней длительности (от 3 до 30 мин) - отказы второго рода;

- кратковременные (менее 3 мин) - отказы третьего рода.

Длительные отказы возникают в результате повреждений кабеля и общих станционных устройств. Для них характерен выход из строя всех каналов данной магистрали.

Отказы средней длительности возникают при повреждении отдельных узлов станционного оборудования, перегорании предохранителей, а также в результате действий техперсонала. Анализ причин возникновения этих отказов показал, что в большинстве случаев отказы второй группы обусловлены настройками каналов, в ряде случаев причину пропадания канала установить не удается, некоторые отказы вызваны действием помех, выходом из строя источников питания и т.д.

Наиболее многочисленными являются кратковременные отказы. Исследование причин кратковременных отказов показало, что в большинстве случаев (80%), они возникают в результате повреждений аппаратуры или действий обслуживающего персонала, 20% составляют кратковременные отказы, вызванные импульсами помех. Средняя длительность кратковременных отказов существенно зависит от критерия отказа и почти не меняется от длины магистрали.

Коэффициент готовности - вероятность того, что объект окажется в работоспособном состоянии в произвольный момент времени в период нормальной эксплуатации. Он характеризует одновременно два различных свойства объекта: безотказность и ремонтопригодность.

,

где - среднее время наработки на отказ, - среднее время восстановления отказа.

Коэффициент готовности рассчитывается следующим образом:

,

где - среднее время наработки на отказ для отказов первого рода;

,

где - расстояние от проектируемой станции до отделения дороги в км;

- среднее время восстановления при отказах первого рода;

часа.

Отказы второго рода бывают некоррелированные и коррелированные.

Для некоррелированных отказов второго рода среднее время наработки на отказ

.

Для коррелированных отказов второго рода среднее время наработки на отказ

.

Среднее время восстановления для отказов второго рода часа.

Отказы третьего рода также могут быть некоррелированными и коррелированными.

Для некоррелированных отказов третьего рода среднее время наработки на отказ

.

Для коррелированных отказов третьего рода среднее время наработки на отказ

.

Среднее время восстановления для отказов третьего рода часа.

Расчет коэффициента готовности произведем для участка Красноярск-Ачинск. При этом расстояние км.

Тогда

час,

час,

час,

час,

час.

Коэффициент готовности

Аналогичным образом произведен расчет для остальных участков, и результат сводим в таблицу 8.

Таблица 8 - Результаты расчета коэффициента готовности

Участок заданной телеграфной сети

Расстояние L, км

Час

Красноярск-Ачинск

184

15891,657

77,458

424,172

53,647

306,478

0,99202

Красноярск-Мариинск

385

11237,656

74,235

410,971

45,553

277,080

0,99160

Красноярск-Уяр

126

17562,857

78,413

428,060

56,239

315,527

0,99213

Красноярск-Саянск

182

15946,546

77,490

424,306

53,734

306,786

0,99203

Красноярск-Абакан

580

8029,243

71,237

398,557

38,870

251,256

0,99115

Красноярск-Аскиз

678

6781,093

69,777

392,460

35,891

239,202

0,99091

Список источников

станция нагрузка сообщение передача

1. Кудряшов В.А., Семенюта Н.Ф. Передача дискретной информации на железнодорожном транспорте. М.: 1999.

2. Шварцман В.О., Михалев Д.Г. Расчет надежностных характеристик трактов передачи данных. М.: 1975.

3. Фомичев В. На, Буй П.М. Передача дискретных сообщений. Пособие для выполнения лабораторных работ. Часть ЙЙЙ, 2005.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Структура сетей телеграфной и факсимильной связи, передачи данных. Компоненты сетей передачи дискретных сообщений, способы коммутации в них. Построение корректирующего кода. Проектирование сети SDH. Расчет нагрузки на сегменты пути, выбор мультиплексоров.

    курсовая работа [69,5 K], добавлен 06.01.2013

  • Характеристика Белорусской железной дороги. Схема сети дискретной связи. Расчет количества абонентских линий и межстанционных каналов сети дискретной связи и передачи данных, телеграфных аппаратов. Емкость и тип станции коммутации и ее оборудование.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.01.2013

  • Телеграфные сети и совокупности узлов связи, проектирование телеграфного узла. Сети международного абонентского телеграфирования, структурная схема и виды оперативной коммутации. Расчет параметров сетей передачи данных по каналам телеграфной связи.

    курсовая работа [166,1 K], добавлен 08.05.2012

  • Описание Приднепровской железной дороги. Расчет количества каналов инфокоммуникационной оптической сети. Схема соединений между отделениями дороги. Выбор топологии построения волоконно-оптической линии связи. Резервирование каналов. Дисперсия оптоволокна.

    курсовая работа [2,4 M], добавлен 16.12.2012

  • Модуль дополнительного элемента управления. Расчет возникновения и интенсивности нагрузки. Расчет интенсивности внутристанционной нагрузки, нагрузки на блоки многочастотных приемопередатчиков и нагрузок между проектируемой АТС и другими АТС сети.

    курсовая работа [347,0 K], добавлен 26.03.2013

  • Расчет пропускной способности каналов и нагрузки распределенного абонентского коммутатора сетевого оборудования NGN. Характеристики абонентских концентраторов и транспортных шлюзов мультисервисной пакетной сети. Капитальные затраты на модернизацию сети.

    дипломная работа [6,1 M], добавлен 02.12.2013

  • Первичная цифровая сеть связи железной дороги. Определение конечной емкости станций сети, числа абонентов по категориям. Гибкий коммутатор Huawei SoftX3000. Интегрированные устройства доступа IAD. Расчет нагрузки поступающей на соединительные линии.

    курсовая работа [3,2 M], добавлен 11.01.2017

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.