Модернизация телефонной сети в сельской местности Республики Казахстан

доля занятий закончившихся разговором Pp.

Таблица 7.1 - Основные параметры интенсивности возникающей нагрузки

Количество жителей населенного пункта	Категории источников	Рр
	Квартирный сектор	Народнохозяйственный сектор	Таксофоны
	Скв	Tкв	Снх	Tнх	Ст	Tт
01	02	03	04	05	06	07	08
До 20 тыс. человек	0.9	100	3.1	80	6	110	0.5

В таблице 7.2. приведено процентное содержание абонентов соответствующих категорий и типы телефонных аппаратов.

Таблица 7.2

Категория источников нагрузки, типы Т.А.	Число жителей: до 20 тыс. человек, К, %
Народнохозяйственные	15
Квартирные	80
Таксофоны	5

7.2 Расчет возникающей нагрузки

Возникающую нагрузку создают вызовы (заявки на обслуживание), поступающие от абонентов (источников) и занимающие на некоторое время различные соединительные устройства станции.

Согласно ведомственным нормам технологического проектирования следует различать три категории (сектора) источников: народнохозяйственный сектор, квартирный и таксофоны. При этом интенсивность местной нагрузки может быть определена, если известны следующие ее основные параметры:

Nнх, Nкв и Nт - число телефонных аппаратов народнохозяйственного сектора, квартирного сектора и таксофонов;

Снх, Скв и Ст - среднее число вызовов в ЧНН от одного источника i - категории;

Тнх, Ткв и Тт - средняя продолжительность разговора абонентов i - категории в ЧНН;

Рр - доля вызовов закончившихся разговором.

Структурный состав источников т.е. число аппаратов различных категорий определяется нуждами населения, а остальные параметры (Сi, Ti и Pp) - статистическими наблюдениями за действующими АТС данного района.

При отсутствии статистического учета интенсивность возникающей на станции местной нагрузки рекомендуется рассчитывать по средним значениям Сi, Ti и Pp приведенным в таблице 3.1.

Интенсивность возникающей местной нагрузки источников i-й категории, выраженная в Эрлангах, определяется формулой:

Yi = Ni Ci ti , (7.1)

где

ti - средняя продолжительность одного занятия, с:

ti = I Pp (tсо + n tн + tc + tпв + Ti + tо), (7.2)

где

I - коэффициент учитывающий продолжительность занятия приборов вызовами, не окончившихся разговором (занятость, не ответ вызываемого абонента, ошибки вызывающего абонента). Его величена, зависит от Ti и Pp и определяется по графику;

tсо = 3с. - среднее время слушания сигнала «ответ станции»;

n = 5 число набираемых знаков;

tпв = 7 с. - среднее время длительность сигнала «посылка вызова» при состоявшемся разговоре;

tc = tо = 0 - время соединения соответственно время установления соединения и время отбоя, которое для системы SI2000 составляет величину порядка десятков миллисекунд, поэтому будет равным нулю;

tнд = 1.5 с. - набор одной цифры номера при декадном наборе;

tнч = 0.8 с. - набор одной цифры номера при частотном наборе;

Полученные из графика зависимости I = F(Ti ,Pp) значения коэффициента I сведены в таблице 7.3

Таблица 7.3 - Значения коэффициента I

Количество жителей населенного пункта	Рр	Категории источников
		Квартирный Сектор	Народнохозяйственный сектор	Таксофоны
		Tкв	кв	Tнх	нх	Tт	т
До 20 тыс. человек	0.5	100	0,9	80	3,1	110	6

Рассчитаем возникающею нагрузку для АТС с. Урджар (ЦС 21).

Для этого произведем расчет ti - средней продолжительности одного занятия для соответствующих категорий абонентов:

tнх = 1,2*0,5(3+7,5+2+7+80)=61,69,с.

tкв = 1.20.5(3+7,5+2+7+100)=71,7,с.

tт = 1.1750.5(3+4+2+7+110)=76,08,с.

Произведем расчет количества телефонных аппаратов соответствующей категории:

, (7.3)

где

N - монтируемая емкость

По формуле (7.3) выполняется расчет числа номеров соответствующих категорий.

Рассчитаем нагрузки каждой категории абонентов по формуле (7.1):

Yнх = =31,873 Эрл.

Yкв = = 57,36 Эрл.

Yт = = 25,36 Эрл.

Y''21 = Yнх + Yкв + Yтч , (7.4)

Y''21 =57,36+31,873+25,36 = 114,563, Эрл.

Поскольку цифры номера, поступающие с ТА, принимаются в абонентском модуле ASM (в многочастотном приемнике) без занятия MLI, то нагрузка на выходе MLI (плоскости коммутационного поля) меньше нагрузки, создаваемой абонентами за счет продолжительности занятия MLI если время занятия абонентского комплекта определяется формулой (7.2), то время занятия MLI меньше времени занятия абонентского комплекта на время слушания сигнала «ответ станции» и набора номера.

, (7.5)

Следовательно, нагрузка на MLI будет меньше на величину отношения:

, (7.6)

где для инженерных расчетов коэффициент можно принять равным 0.9. Поэтому значение нагрузки на выходе MLI будет на 10% меньше нагрузки поступающей на его вход.

Y'21 = 0.97 Y''21, (7.7)

Y'21 = 0.97103,13 = 100,036 Эрл.

7.3. Распределение возникающей нагрузки

Распределение нагрузки по направлениям будет рассчитано согласно рекомендациям ВНТП по способу, при котором достаточно знать возникающею местную нагрузку каждой станции сети.

Вычислим нагрузку, направленную к узлу спецслужб Y'усс21, которая принимается равной 3% от Y'21:

внутристанционного сообщения,

=100%, (7.8)

где

Nсети - емкость сети 16340 номеров

Yусс21 = 0.03Y'21, (7.9)

Y'усс21 = 0.03103,13=3,09 Эрл.

Одна часть нагрузки Y'21 замыкается внутри станции Y'21, а вторая образует потоки к другим АТС.

Внутристанционная нагрузка определяется по формуле:

Y'21,21 = Y'21, (7.10)

где

- доля или коэффициент

Определяется по значению коэффициента веса, с, который представляет собой отношение нагрузки Y'1 проектируемой станции к аналогичной нагрузки всей сети:

с = 100%, (7.11)

где

m - число станций, включая и проектируемую.

Если принять, что величины возникающих нагрузок пропорциональны емкостям станций N, то получим:

, (7.12)

тогда

с = 100%, (7.13)

с = 4000100/8150= 49,08, %

Зависимость коэффициента внутристанционного сообщения от коэффициента веса с приведена на рисунке 7.3. [6]

Откуда равна 58,2 %.

Таким образом, внутристанционная нагрузка равна:

Y'21,21 = (58,2100,36)/100 = 58,22, Эрл.

Далее произведем расчет нагрузки поступающей на АМТС:

Согласно нормам ВНТП:

Y`зсл21=N0.0024, (7.14)

Y`зсл21= 40000.0024 =9,6 Эрл.

Общая исходящая нагрузка определяется по формуле:

Yисх21 = Y'21 - Y'усс21 - Y'21,21 - Y'зсл21, (7.15)

Yисх21 = 100,36-58,22- 9,6= 30,07 Эрл.

Расчет возникающих нагрузок других станций.

Для станций ОС 231,ОС245,ОС263,ОС273,ОС275 с емкостью (100)

Возникающая нагрузка

=19

Yзсл = N0,0024 = 1000,0024 = 0,24, Эрл.

Yисх = 2,5-0,45-0,24= 1,73, Эрл.

Для станций ОС 241, ОС 251, ОС 281, 255 имеющих количество номеров 200.

= 19,2

Yзсл = 2000,0024 = 0,48 Эрл.

Yисх = 4,85-0,93-0,48=3,44 Эрл.

Для станций ОС 243,271 с количеством номеров 50

= 16

Yзсл = 500,0024 = 0,12 Эрл.

Yисх = 1,25-0,2-0,12 = 0,89 Эрл.

Для станций ОС 246, ОС253, 264, 256 с количеством номеров 150

= 19

Yзсл = 1500,0024 = 0,36, Эрл.

Yисх = 3,75-0,71-0,36=2,56 Эрл,

Для станции ОС 310 с количеством номеров 2000

= 42,4

Yзсл = 20000,0024 = 4,8, Эрл.

Yисх = 50,02-21,21-4,8 = 22,46 Эрл.

Результаты расчетов представлены в таблице 7.4.

Таблица 7.4 - Внутристанционные и исходящие нагрузки АТС

Обазначение АТС	Емкость номеров	Yпост,Эрл	Yусс, Эрл	nc,%	n,%	Yn,n., Эрл	Yзсл,Эрл	Yисх, Эрл
ЦС 21	4000	103,13	3,44	49,08	58,2	60,02	9,6	30,07
ОС-231	100	2,50	0,08	1,23	18	0,45	0,24	1,73
ОС-241	200	5,00	0,15	2,45	19,2	0,96	0,48	3,41
ОС-243	50	1,25	0,04	0,61	16	0,20	0,12	0,89
ОС-245	100	2,50	0,08	1,23	18	0,45	0,24	1,73
ОС-246	150	3,75	0,12	1,84	19	0,71	0,36	2,56
ОС-251	200	5,00	0,15	2,45	19,2	0,96	0,48	3,41
ОС-253	150	3,75	0,12	1,84	19	0,71	0,36	2,56
ОС-255	200	5,00	0,15	2,45	19,2	0,96	0,48	3,41
ОС-261	150	3,75	0,12	1,84	19	0,71	0,36	2,56
ОС-263	100	2,50	0,08	1,23	18	0,45	0,24	1,73
ОС-264	150	3,75	0,12	1,84	19	0,71	0,36	2,56
ОС-256	150	3,75	0,12	1,84	19	0,71	0,36	2,56
ОС-271	50	1,25	0,04	0,61	16	0,20	0,12	0,89
ОС-273	100	2,50	0,08	1,23	18	0,45	0,24	1,73
ОС-275	100	2,50	0,08	1,23	18	0,45	0,24	1,73
ОС-281	200	5,00	0,15	2,45	19,2	0,96	0,48	3,41
ОС-310	2000	50,02	1,55	24,54	42,4	21,21	4,8	22,46

7.4. Распределение интенсивности нагрузки по направлениям.

Произведем распределение интенсивности нагрузки по направлениям для АТС №21 пгт. Урджар.

Интенсивность исходящей нагрузки рассчитывается по формуле (7.16):

Yj-i = Yисхj Yисхi/(- Yисхj), (7.16) От ЦС 21 до всех ОС 241, ОС 251, ОС 281, 255 (200)

От ЦС 21 до ОС 231,ОС245,ОС263,ОС273,ОС275 (100)

От ЦС 21 до всех ОС 243,271 (50)

От ЦС 21 до ОС 246, ОС253, 264, 256 (150)

От ЦС 21 до всех ОС 310 (2000)

Расчеты для входящей нагрузки аналогично. Расчеты для других АТС СТС проводятся точно также. Результаты расчетов представлены в таблице № 7.5 в виде матрицы нагрузок.

Куда	ЦС (4 000)	ОС-1(100)	ОС2 (200)	ОС3 (50)	ОС-4 (100)	ОС 5(150)	ОС 6(200)	ОС-7(150)	ОС-8(200)	ОС-9(150)	ОС-10(100)	ОС11(150)	ОС12(150)	ОС13(50)	ОС14(100)	ОС15(100)	ОС16(200)	ОС17(2000)
Откуда
ЦС(4 000)	60,02	0,88	1,73	0,45	0,88	1,30	1,73	1,30	1,73	1,30	0,88	1,30	1,30	0,45	0,88	0,88	1,73	11,38
ОС-1(100)	0,59	0,45	0,07	0,02	0,03	0,05	0,07	0,05	0,07	0,05	0,03	0,05	0,05	0,02	0,03	0,03	0,07	0,44
ОС-2 (200)	1,19	0,07	0,96	0,04	0,07	0,10	0,96	0,10	0,96	0,10	0,07	0,10	0,10	0,04	0,07	0,07	0,96	0,89
ОС-3 (50)	0,30	0,02	0,03	0,20	0,02	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,02	0,03	0,03	0,20	0,02	0,02	0,03	0,23
ОС-4 (100)	0,59	0,45	0,07	0,20	0,45	0,05	0,07	0,05	0,96	0,05	0,03	0,05	0,05	0,02	0,03	0,03	0,07	0,44
ОС- 5(150)	0,89	0,05	0,10	0,03	0,05	0,71	0,10	0,08	0,10	0,71	0,05	0,71	0,71	0,03	0,05	0,05	0,10	0,66
ОС-6(200)	1,19	0,07	0,96	0,04	0,07	0,10	0,96	0,10	0,96	0,10	0,07	0,10	0,10	0,04	0,07	0,07	0,96	0,89
ОС-7 (150)	0,89	0,05	0,10	0,03	0,05	0,71	0,10	0,71	0,10	0,71	0,05	0,71	0,71	0,03	0,05	0,05	0,10	0,66
ОС-8 (200)	1,19	0,07	0,96	0,04	0,07	0,10	0,96	0,10	0,96	0,10	0,07	0,10	0,10	0,04	0,07	0,07	0,96	0,89
ОС-9 (150)	0,89	0,05	0,10	0,03	0,05	0,71	0,10	0,71	0,10	0,71	0,05	0,71	0,71	0,03	0,05	0,05	0,10	0,66
ОС-10(100)	0,59	0,45	0,07	0,20	0,45	0,05	0,07	0,05	0,96	0,05	0,45	0,05	0,05	0,02	0,03	0,03	0,07	0,66
ОС-11 (150)	0,89	0,05	0,10	0,03	0,05	0,71	0,10	0,71	0,10	0,71	0,05	0,71	0,71	0,03	0,05	0,05	0,10	0,66
ОС-12 (150)	0,89	0,05	0,10	0,03	0,05	0,71	0,10	0,71	0,10	0,71	0,05	0,71	0,71	0,03	0,05	0,05	0,10	0,66
ОС-13 (50)	0,30	0,02	0,03	0,20	0,02	0,03	0,03	0,03	0,03	0,03	0,02	0,03	0,03	0,71	0,02	0,02	0,03	0,23
ОС-14 (100)	0,59	0,45	0,07	0,20	0,45	0,05	0,07	0,05	0,96	0,05	0,45	0,05	0,05	0,02	0,45	0,03	0,07	0,44
ОС-15 (100)	0,59	0,45	0,07	0,20	0,45	0,05	0,07	0,05	0,96	0,05	0,45	0,05	0,05	0,02	0,03	0,45	0,07	0,44
ОС-16 (200)	1,19	0,07	0,96	0,04	0,07	0,10	0,96	0,10	0,96	0,10	0,07	0,10	0,10	0,04	0,07	0,07	0,96	0,89
ОС-17 (2000)	10,09	0,58	1,14	0,30	0,58	0,86	1,14	0,86	1,14	0,86	0,58	0,86	0,86	0,30	0,58	0,58	1,14	21,21

7.5 Расчет числа входящих и исходящих ИКМ-линий для проектируемой

АТС SI-2000 (ЦC-21)

Так как проектируемая станция электронная, а остальные телефонные станции района координатные, то число ИКМ-линий от ЦС 21 (SI-2000) к остальным станциям района будем считать по первой формуле Эрланга, а от координатных станций к электронной - по формуле О'Делла.

Пучок ИКМ-линий на входе проектирунмой станции найдем по формуле О'Делла:

,

где

Е - необходимое число каналов;

YИСХ - исходящая нагрузка;

- коэффициенты, определяемые в зависимости от типа АТС.

Для АТС координатного типа:

E = 1,29·78,95+5,7 = 107,55 ? 108 каналов

1 Пучок линий на выходе проектируемой станции считаем по первой формуле Эрланга:

E(79,03; 0,001) = 120 каналов

ИКМ-линии

2 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС 21 (проектируемой) к ОС 231 (АТСКУ):

а) от ЦС-21 к ОС-231

E(1,01; 0,005) = 7 каналов

ИКМ-линия

б) от ОС-231 к ЦС-21

E = 1,290,65+ 5,7 = 7 каналов

ИКМ-линия

3 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС-21 и ОС-241.

а) от ЦС-21 к ОС-241

E(1,73; 0,005) = 9 каналов

ИКМ-линия

б) от ОС-241 (АТСКУ) к ЦС-21 (SI-2000)

E = 1,290,19 + 5,7 = 5,9 = 6 каналов

ИКМ-линия

4 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС-21 и УС-243.

а) от ЦС-21 к УС-243

E(0,52; 0,005) = 4 каналов

ИКМ-линия

б) от УС-243 к ЦС-21

E = 1,290,33 + 5,7 = 6 каналов

ИКМ-линия

5 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС-21 и ОС-245.

а) от ЦС-21 к ОС-245

E(1,01; 0,005) = 5 каналов

ИКМ-линия

б) от ОС-245 к ЦС-21

E = 1,290,65 + 5,7 = 7 каналов

ИКМ-линия

6 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС-21 и ОС-246.

а) от ЦС-21 к ОС-246

E(1,5; 0,005) = 6 каналов

ИКМ-линия

б) от ОС-246 к ЦС-21

E = 1,290,98 + 5,7 = 7 каналов

ИКМ-линия

7 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС-21 и УС-251.

а) от ЦС-21 к УС-251

E(1,73; 0,005) = 6 каналов

ИКМ-линия

б) от УС-251 к ЦС-21

E = 1,291,19 + 5,7 = 8 каналов

ИКМ-линия

8 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС-21 и УС-253.

а) от ЦС-21 к УС-253

E(1,5; 0,005) = 6 каналов

ИКМ-линия

б) от УС-253 к ЦС-21

E = 1,290,98 + 5,7 = 7 каналов

ИКМ-линия

9 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС-21 и УС-255.

а) от ЦС-21 к УС-255

E(1,73; 0,005) = 6 каналов

ИКМ-линия

б) от УС-255 к ЦС-21

E = 1,291,19 + 5,7 = 8 каналов

ИКМ-линия

10 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС-21 и ОС-261.

а) от ЦС-21 к ОС-261

E(0,98; 0,005) = 5 каналов

ИКМ-линия

б) от ОС-261 к ЦС-21

E = 1,290,98 + 5,7 = 7 каналов

ИКМ-линия

11 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС-21 и ОС-264.

а) от ЦС-21 к ОС-264

E(1,01; 0,005) = 5 каналов

ИКМ-линия

б) от ОС-264 к ЦС-21

E = 1,290,98 + 5,7 = 7 каналов

ИКМ-линия

12 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС-21 и ОС-271.

а) от ЦС-21 к ОС-271

E(0,52; 0,005) = 3 каналов

ИКМ-линия

б) от ОС-271 к ЦС-21

E = 0,330,98 + 5,7 = 6 каналов

ИКМ-линия

13 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС-21 и ОС-273.

а) от ЦС-21 к ОС-273

E(1,01; 0,005) = 5 каналов

ИКМ-линия

б) от ОС-273 к ЦС-21

E = 1,290,65 + 5,7 = 7 каналов

ИКМ-линия

14 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС-21 и ОС-275.

а) от ЦС-21 к ОС-275

E(1,01; 0,005) = 5 каналов

ИКМ-линия

б) от ОС-275 к ЦС-21

E = 1,290,65 + 5,7 = 7 каналов

ИКМ-линия

15 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС-21 и ОС-281.

а) от ЦС-21 к ОС-281

E(1,73; 0,005) = 7 каналов

ИКМ-линия

б) от ОС-281 к ЦС-21

E = 1,291,19 + 5,7 = 8 каналов

ИКМ-линия

16 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС-21 и ОС-310.

а) от ЦС-21 к ОС-310

E(18,1; 0,005) = 32 каналов

ИКМ-линии

б) от ОС-310 к ЦС-21

E = 1,2915,92 + 5,7 = 27 каналов

ИКМ-линия

17 Рассчитаем количество входящих и исходящих цифровых ИКМ-линий между ЦС-21 и ОС-263.

а) от ЦС-21 к ОС-263

E(1,01; 0,005) = 5 каналов

ИКМ-линия

б) от ОС-263 к ЦС-21

E = 1,290,65 + 5,7 = 7 каналов

ИКМ-линия

8. Расчет объема оборудования.

Расчет объема оборудования сводится к определению числа модулей подключенных к цифровому полю (ЦКП), комплектации и размещению оборудования.

В нашем случае в опорную станцию включено 4000 абонентов. В ЦС включено 17 ОС. Их тип, емкость, удаление от ЦС, тип систем передачи определено в первой главе. Если используются системы передач типа ИКМ-30, то ОС включаются в ЦС цифровым ИКМ-трактом.

Емкость аналогового абонентского модуля составляет 240 абонентских линий. В направлении от абонентских линий этот модуль преобразует аналоговые сигналы в цифровые, передаваемые в 32-х, либо в 16-канальным ИКМ-тракте. В направлении к абонентским линиям модуль преобразует цифровые сигналы в аналоговые. Количество аналоговых модулей ASM зависит от общего числа абонентов, обслуживаемых станцией.

Число модулей ASM определяется монтированной емкостью станции. ASM - аналоговый абонетский модуль устанавливаемый на опорной АТС.

Чтобы определить количество модулей ASM на проектируемой ЦС, необходимо знать общее число линий, включенных в абонентские модули:

,

N= 4000.

Тогда число модулей ASM определим по формуле:

,

где S-число абонентских модулей,

N-число источников нагрузки разных категорий,

-обозначение целой части числа.

S=18.

Расчет числа модулей ANM.

Для определения числа модулей ANM необходимо знать количество и тип комплектов аналоговых соединительных линий. Необходимо учесть, что на аналоговых линиях один КСЛ устанавливается на одну линию. Число модулей ANM определяется с учетом параметров одного модуля по формуле:

Nксл= 61

N ANM =3.

Расчет числа модулей DNM.

Число модулей DNM определяется числом 30-канальных ИКМ-трактов. Для расчета числа следует определить количество ИКМ-трактов на межстанционных связях (к/от ОС, к/от АМТС). В один модуль DNM включается один ИКМ-тракт. Для подключения ЦС к АМТС необходимо 4 модуля DNM, и еще пять модулей для подключения ОС2, ОС5, ОС6, ОС9, ОС10, ОС11, ОС14, ОС15 и ОС16 через цифровой конвертер D/D. Итого получается 10 модулей DNM.

По результатам расчета объема оборудования составляем спецификацию типов обрудования и его количества для проектируемой АТС. Спецификация оборудования ЦС записываем в таблицу 8.1.

Таблица 8.1.-Спецификация модулей проектируемой ЦС.

№	Наименование оборудования	Количество
1	Модуль GSM	1
2	Модуль ASM	18
3	Модуль ANM	3
4	Модуль DNM	11
5	Модуль CHM	1
6	Модуль ADM	1

9. РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ

9.1 Показатели надежности связи

Общегосударственная коммутируемая телефонная сеть страны не может успешно развиваться без существенного повышения надежности оборудования коммутируемых узлов и станций, каналов и трактов сети.

В соответствии с [6,7] под надежностью коммутационного узла, станции, пучка каналов следует понимать их свойство выполнять свои функции по установлению соединений между абонентами коммутируемой телефонной сети и удержанию соединений на время передачи информации (разговора), сохранения во времени значения показателей качества обслуживания вызовов и параметров тракта передачи в установленных пределах. Критерием отказа направления связи или пучка каналов является превышение потерями вызовов, измеренными за небольшой промежуток времени t, определенного порога. Критерием отказа элементов тракта передачи узла, станции или отдельного канала является снижение отношения сигнал/шум ниже допустимого предела.

Показатель надежности подобных систем должен отражать влияние отказов отдельных элементов системы на техническую эффективность ее применения по назначению, под которой понимают свойство системы создавать некоторый полезный результат (выходной эффект) в течении некоторого периода эксплуатации в определенных условиях. Одним из таких показателей является коэффициент сохранения эффективности (КСЭ). Рассмотрим подробней свойства этого показателя. КСЭ отношение показателя эффективности системы, рассчитанного с учетом возможности отказов ее элементов, к номинальному значению этого показателя, рассчитанному при условии полной работоспособности.

Показатель эффективности определяется как математическое ожидание выходного эффекта. При этом рассчитывается фактическое значение показателя эффективности Э (с учетом возможности отказов) и номинальное значение этого показателя Эо (при условии полной работоспособности). При этом КСЭ будет равен:

, (9.1)

Для анализа высоконадежных систем, когда КСЭ весьма близок к единице, более удобным может быть коэффициент потери (снижения) эффективности (КПЭ).

, (9.2)

КСЭ (и соответственно КПЭ) имеет простой физический смысл: если, например, выходной эффект выражается числом обслуживаемых абонентов и Кс.э = 0,997 (Кп.э =0,003), то это означает, что в среднем 0,3% абонентов не обслуживаются из-за отказов в системе.

В качестве показателя эффективности коммутационного узла (КУ) принимается математическое ожидание доли успешно обслуженных вызовов для стационарного процесса функционирования КУ при нагрузке, равной расчетной нагрузке в ЧНН [8]. При определение качества функционирования КУ учитываются следующие причины телефонных потерь: отсутствие свободных приборов (линейных, коммутационных, служебных и т.п.) из-за занятости или блокировки вследствие их неработоспособности приборов со скрытым (необнаруженным) дефектом, отказ прибора в процессе обслуживания вызова.

Для принятого показателя эффективности:

, (9.3)

где

эффективность выполнения j-го этапа;

N число этапов обслуживания вызова.

Отсюда

, (9.4)

Можно выделить следующие разновидности этапов обслуживания вызова:

обмен сигналами с входящей станцией с участием входящего линейного комплекта (ЛК);

выбор свободного исходящего ЛК и обмен сигналами с исходящей станцией с участием исходящего ЛК;

поиск свободных промежуточных путей и проключение соединительного тракта;

удержание установления соединения.

Для рассматриваемых разновидностей этапов обслуживания вызова методика определения состоит в следующем:

для каждой ступени оборудования КУ, занятого в выполнении этапа j, с учетом принятых методов резервирования, контроля и техобслуживания находятся составляющие коэффициента простоя , представляющие собой вероятности того, что в произвольный момент времени устройства ступени k будут неработоспособными ( отказ обнаружен, отказ еще не обнаружен);

с помощью теории телетрафика [9] рассчитываются величины вероятности блокировок при нагрузке ( удельная нагрузка на прибор) и емкостях групп приборов.

определяются значения:

соответственно доля нагрузки, необслуженной из-за занятости приборов, и приходящейся на неработоспособные приборы в состоянии вычисляется значение:

, (9.5)

где

(9.6)

(9.7)

КСЭ позволяет сравнивать варианты построения системы, в том числе с учетом различных способов резервирования, организации контроля и техобслуживания, а также для расчета численности обслуживающего персонала.

9.2 Расчет надежности

Надежность связи от УКi к УКj - это вероятность исправного состояния хотя бы одного пути. Если все пути взаимно независимы, то:

ij =ijmax = (ijk), (9.7)

где

ij - надежность k-го пути ij k.

Надежность к-го пути определяется:

ijk = q aa , (9.8)

ijk ijk

где

а - вероятность исправности а-го ребра, принадлежащего пути ij k;

q a - вероятность неисправного состояния а-го ребра.

Однако в реальных условиях часто пути зависимы, т.е. имеют общие ребра. Равенство (4.7) превращается в неравенство и дает верхнюю оценку надежности. Действительное значение получится, если выражение (4.7) после раскрытия скобок все показатели степени, большей единицы, заменить на единицу. Такая операця обозначается буквой Е:

ij= Eijk, (9.9)

Схему сети сигнализации отображаем в виде графа(рисунок 4.3), вершины которого сопоставляются с пунктами сигнализации, а ребра со звеньями сигнализации.

В соответствии с формулой (9.9) определим надежность сети (надежности всех ребер одинаковы и равны Р=0,9):

1,2=(1-(1-рa)(1-pb pc pd pe pf pg ph))=

=(1- (1-0.9)(10.9*0.9*0.9*0.9*0.9*0,9*0,9))=0.959,

2,3=0.959,

3,4=0.959,

4,5=0.959,

5,6=0.959,

6,7=0.959,

7,8=0.959,

8,1=0.959,

9.3 Расчет экспериментального звена сигнализации

9.3.1 Расчет сигнальной нагрузки

Сигнальная нагрузка определяется по формуле:

eff eff eff ineffineff·ineff/ 8000 Эрл, (9.10)

где

Neff - число удачных вызовов в секунду приходящихся на пучок каналов емкостью С;

Nineff - число не удачных вызовов в секунду приходящихся на пучок емкостью С;

Мeff - среднее число сигнальных единиц которыми обмениваются пункты сигнализации для обслуживания удачных вызовов, Мeff=1;

Мineff - среднее число сигнальных единиц которыми обмениваются пункты сигнализации для обслуживания не удачных вызовов, Мineff=6;

Leff - средняя длина сигнальной единицы в байтах для удачных вызовов, Leff=130 байт;

Lineff - средняя длина сигнальной единицы в байтах для не удачных вызовов, Lineff=150 байт;

Число удачных вызовов определяется:

eff (9.11)

где

Xeff - отношение удачных вызовов к общему числу вызовов (от нуля до единицы);

С - число каналов обслуживаемых между звеном сигнализации;

А - средняя нагрузка в Эрлангах на разговорный канал;

Teff - среднее время занятия канала в секундах для удачного вызова; Teff=100 c.

Число неудачных вызовов:

(9.12)

где

Tineff - среднее время занятия канала в секундах для неудачного вызова,

Teff=12 c.

4.3.2 Рассчитаем сигнальную нагрузку от ЦС к АМТС:

STP1 -STP2

Средняя нагрузка на один разговорный канал:

(9.13)

где

А* - нагрузка на С каналов, А* = 17.5 Эрл.

С = 26 каналов, С определяется по первой формуле Эрланга.

Cогласно формуле (4.13) определяем:

Число удачных вызовов (4.14):

Число неудачных вызовов (9.15):

Нагрузка на звено сигнализации между STP1 - STP2 равна (9.15):

Вывод : Считается, что звено сигнализации работает нормально, если Y=0,2 Эрл. Если нагрузка больше, то звено дублируется. Следовательно необходимо одно звено сигнализации ОКС 7 для обслуживания СТС c. Уштерек.

9.3.3 Расчет надежности элементов станции

Понятие надежности программного обеспечения связано с тем, что вычислительный процесс обслуживания вызовов, организуемый управляющим устройством, базируется на сопоставлении информации о предыдущем состоянии системы, хранящейся в оперативном запоминающем устройстве, с информацией о текущем состоянии системы, хранящейся в периферийном

Следовательно, вероятность потери вызова на V - линейном пучке

Во второй модели также имеются два потока: простейший поток вызовов с интенсивностью нагрузки А=/ и простейший поток моментов выхода из строя линий, причем последний имеет абсолютный приоритет и интенсивность отказов . Вероятность потери источника вызова , а полезная нагрузка , где tm - средняя длительность обслуживания источника вызова. Так как обслуживание вызова может быть прервано, то , а . Рассмотрим систему распределения информации, которая в общем виде состоит из абонентских комплектов, коммутационного поля, комплектов соединительной линии и управляющих устройств. К управляющим устройствам относятся центральное и периферийные управляющие устройства.

Коммутационное поле имеет N входов, выходы КП разбиты на h направлений, пучок линий в j- м направлении содержит Vj линий . Вызову, поступившему на вход системы, может потребоваться соединение с одной и только одной линией определенного для данного вызова направления, причем безразлично, с какой именно и по какому пути.

Вероятность того, что поступивший вызов i-го входа потребует соединения с j-м направлением может зависеть как от номера входа, так и от номера направления. Будем считать, что эта вероятность зависит только от j. В этих условиях характер потока вызовов в направлении сохранится, его интенсивность . Структурные параметры КП предполагаются известными.

Элементы системы обладают конечной надежностью. Последнее означает, что на элементы системы воздействует поток неисправностей, который может быть примитивным или простейшим с интенсивностями нагрузки Аа.к для абонентских комплектов, Ак.э для коммутационных элементов КП, Ам.с для монтажных соединений, Ал для линейных (исходящих, входящих) комплектов, Аш для шнуровых комплектов, Ар для периферийных управляющих устройств, Ас для центрального управляющего устройства. Строго говоря, поток неисправностей всегда примитивный, однако в тех случаях, когда параметр потока неисправностей одного элемента весьма мал, а число элементов велико, характер потока близок к простейшему. Интенсивности восстановления неисправных элементов системы соответственно равны rа.к,…,rc.

Любой вызов обслуживается центральным управляющим устройством имеющем Vс - краткий резерв, которое, будучи в исправном состоянии, через Vр периферийных управляющих устройств получает информацию о поступлении вызова, его требованиях (например, номере направления, с которым нужно установить соединение или номере входа по которому поступил вызов), о состоянии самой системы, т.е. о том, какими путями в КП проходят уже установленные соединения и какие элементы системы исправны. Неисправные элементы системы обнаруживаются мгновенно. На основании такой информации УУ принимает и осуществляет решение об обслуживании данного вызова или отказе. Занятие соединительных путей в КП происходит случайно. В случае неисправности УУ все поступившие в систему вызовы теряются. При неисправности АК теряются вызовы, поступившие на этот комплект. Восстановление неисправных элементов системы, работающей в необслуживаемом режиме, начинается с момента прибытия ремонтно-восстановительной бригады.

За основу расчета примем тот факт, что реальная пропускная способность системы определяется числом только исправных элементов, образующих фактическую структуру системы. Таким образом, определение пропускной способности системы с ненадежными элементами, по сути, сводится к нахождению фактической структуры (или нагрузки) и расчету пропускной способности уже известными методами для систем с абсолютно надежными элементами.

Пусть N=n, j=h=1, Vj=V, s=1. Надежность линий (выходов из коммутаторов) и монтажных соединений внутри коммутатора намного выше надежности коммутационных элементов, т.е. Ал=Ам.с=0, Ак.э0. Предположим, коммутационные элементы выходят из строя намного реже, чем поступают вызовы. Тогда дополнительные потери в коммутаторе (помимо тривиальных потерь в пучке линий) обусловлены только ненадежностью коммутационных элементов. Если dк.э - число исправных коммутационных элементов в произвольный момент в вертикали, к которой подключен источник вызова, к.э - условные потери, а - вероятность наличия точно dк.э исправных или V-dк.э неисправных коммутационных элементов вертикали, то по формуле полной вероятности

(9.16)

Из (4.16) для нашего случая имеем

Коммутационные элементы имеют два вида неисправностей: обрыв и короткое замыкание.

(9.17)

Обрыв лишает возможности проключения источника вызова (вертикали) на один из выходов (горизонталь) коммутатора. Неисправность этого типа не влияет на обслуживание источников вызова, подключенных к другим вертикалям. Обозначим к.э0 параметр потока неисправностей типа "обрыв" одного исправного коммутационного элемента.

Короткое замыкание не дает возможности отключить освободившийся или свободный источник вызова (вертикаль) от выхода (горизонтали) коммутатора. Эта неисправность влияет на обслуживание источников вызова, подключенных к другим вертикалям, так как горизонтали всех источников -общие. Обозначим через к.э1 параметр потока неисправностей типа "короткое замыкание" одного исправного коммутационного элемента. Исходя из сказанного (9.16) и (9.15)

ак.э=к.э /rк.э=(nк.э1+к.э0/ rк.э. (9.18)

После вычислений произведенных на программном продукте Mathcad вероятность потерь = Р в полнодоступном пучке с ненадежными коммутационными элементами составила при известной интенсивности нагрузки поступающего простейшего потока вызовов А = 6,58 на SI-2000 от ОС, интенсивности нагрузки поступающего простейшего потока неисправностей В = 0,0001, емкости пучка V = 1.

По результатам вычисления получилось Р = 0,0412.

Таким образом, вероятность потери вызова из-за выхода из строя элементов станции составляет Р=0,0412, что удовлетворяет установленным нормам.

10. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПЕРЕДАЧИ РЕЧЕВОЙ ИНФОРМАЦИИ ПО КАНАЛАМ СВЯЗИ И АНАЛИЗ СМО С ОЧЕРЕДЬЮ

10.1 Оценка качества передачи речевого сигнала по каналам связи

Как показано в, задача выбора интегрального критерия оценки качества передачи речевой информации по каналам мобильной связи сводится к вычислению обобщенного коэффи-циента Кобощ.кач. Отмечено, что интегральная оценка качества определяется либо средней арифметической, либо средней гео-метрической величиной. В данной статье рассматриваются возможные численные методы интегральной оценки качества передачи речевой информации, передаваемой по мобильным каналам связи, и пути правильного выбора одного из них.

Арифметический метод определения интегрального критерия сводится к оптимизации многокомпонентной функции оценки качества. Ранее авторами статьи уже предлагались два вариан-та арифметического метода вычисления Кобощ.кач.

В первом случае обобщенный коэффициент качества:

(10.1)

где

м1 = 0,2;

м2 = 0,4;

м3 = 0,2;

м4 = 0,2 - весовые коэффициенты, найденные методом экспертных оценок.

Во втором случае

(10.2)

где

м1 = 0,25;

м2 = 0,5;

м3 = 0,25.

К достоинствам арифметического метода нужно отнести то, что он учитывает удельный вес каждого индивидуального критерия оценки (разборчивости, натуральности, громкости, структуры мобильного канала связи). Для определения воз-можности использования данного метода оценки качества передачи речевой информации по каналам связи предлагается рассмотреть взаимосвязь между индивидуальными компонен-тами и интегральным критерием. Однако практика показыва-ет, что, когда одна из составляющих интегрального критерия равна нулю, интегральный критерий тоже должен быть равен нулю. Формулы (1) и (2) не отражают эту взаимосвязь. Для устранения основного недостатка арифметического метода их необходимо скорректировать. Тогда выражения (1) и (2) примут вид:

(10.3)

где М = 1, если Кгр, Кразб, Кнат, и Кстр.кан не равны 0; М = 0, если хоть один из указанных коэффициентов равен 0;

(10.4.1)

где коэффициент М принимает такие же значения, что и в (10.3).

При геометрическом методе определения интегрального критерия возможны три варианта: оптимистический, пессими-стический и реалистический.

Оптимистический критерий оценки качества определяется как максимальное значение

(10.4)

Из (10.4) следует, что при равенстве любой из составляющих компонент нулю Кобобщ.кач.опт. тоже равен нулю и достигает максимума только тогда, когда все компоненты достигают максимума. Таким образом, данная формула удовлетворяет требуемому условию.

Пессимистический критерий оценки качества передачи определяется как минимальное значение. Интегральная оценка равна самому минимальному значению из всех компонент:

(10.5)

Реалистический критерий является комбинированным ва-риантом оптимистического и пессимистического критериев Суть его заключается в том, что интегральная оценка равна: а) одной из составляющих компонент, когда три остальные равны максимуму; б) геометрической средней величине двух компонент, когда третья и четвертая равны максимуму; в) геометрической средней величине трех компонент, когда одна из них достигает максимума; г) геометрической средней величине всех компонент, когда ни одна из них не достигает максимума.

Для вычисления Кобобщ.кач.реал. практически применим вариант (г), т.е. (10.6)

Отметим, что реалистический критерий действительно является интегральным. Используя его, можно считать, что: - в данном интегральном критерии содержатся все основные показатели, характеризующие качество передачи ре-чевой информации по каналам связи;

- оценки по реалистическому критерию действительно правильно характеризируют качество передачи речевой инфор-мации.

Следовательно, выбранный критерий допускает количе-ственную оценку качества передачи речевой информации по каналам мобильной связи. Желательно, чтобы при геометри-ческом методе определения интегрального критерия так же, как и при арифметическом, учитывались весовые коэффициен-ты каждой из его составляющих. Поэтому авторами пред-лагается скорректированное выражение для расчета интегра-льного критерия независимо от числа составляющих ni,

где

Ai = мiКi - произведение весового коэффициента на величину составляющей интегрального критерия качества.

На основе выбранного критерия предлагается новая мето-дика объективной оценки качества передачи речевой информации по каналам мобильной связи, которая обладает соответствую-щим преимуществом перед субъективными (абонентскими) методами.

Учитывая, что конечным приемником речевой информации в канале связи обычно является слуховой аппарат человека, целесообразно оценивать качество передачи речи "искусствен-ным ухом", характеристики которого должны совпадать с основными характеристиками естественного уха. Согласно выбранному критерию в "искусственном ухе" должны присут-ствовать эталонные значения каждой из компонент, характе-ризующих качество передачи речи по каналам связи. Сопо-ставление реальных параметров речевого сигнала с эталонны-ми значениями в "искусственном ухе" позволяет оценивать качество с требуемой точностью. Для автоматизации процесса контроля качества передачи речевой информации "искусствен-ное ухо" должно оценивать не акустический, а электрический входной сигнал (первичный сигнал). Поэтому будем "искус-ственное ухо" называть электронным.

"Электронное ухо" представляет собой совокупность ча-стотных фильтров, усилителей, генераторов эталонных сигна-лов, компараторов, накопителей и ряда вспомогательных устройств. Необходимо, чтобы чувствительность "электронно-го уха" совпадала с чувствительностью естественного. Одной из основных характеристик естественного уха является порог слышимости. На малых уровнях совокупность слышимых тонов ограничена порогом слышимости, на больших - боле-вым порогом.

Доказано, что ухо обладает повышенной механической чувствительностью к некоторым частотным составляющим сигнала и пониженной - к другим. Подобная частотная зависимость определяется субъективно. В какой-то степени изменения порога слышимости могут быть объяснены просто изменением механической чувствительности уха. Поэтому при телефонной связи равные мощности сигнала и помехи различ-ной частоты оказывают различное влияние на качество связи вследствие частотной зависимости чувствительности уха. Следовательно чувствительность "искусственного уха" должна совпадать с чувствительностью естественного уха в частотном диапазоне канала ТЧ 0,3...3,4 кГц.

Таблица 10.1 - Частотная характеристика чувствительности уха

Частота, кГц	0,3	0,4	0,5	0,6	0,8	1,0
Чувствительность, дБ	-20	-13	-9	-4	-2	0
Частота, кГц	1,6	2,0	2,1	2,4	3,0	3,4
Чувствительность, дБ	-2	-2,5	-2,6	-3	-4	-7

В опубликованных ранее работах была исследована зави-симость чувствительности уха от частоты в децибелах относи-тельно исходного давления 2·10-5 Н/м2 или 2·10-4 мкб (1 мкб = 10-1 Н/м2. В таблице приведена частотная характери-стика чувствительности уха.

При телефонной передаче, как было сказано выше, дей-ствие отдельных составляющих спектра сигнала помехи ока-зывается неодинаковым из-за частотной зависимости чувстви-тельности уха. В соответствии с приведенными выше положе-ниями главным условием реализации предлагаемой методики является наличие устройства, обеспечивающего отличие рече-вых сигналов от отраженных сигналов и других видов шумов и измерение их энергетических характеристик на фоне мешаю-щего воздействия остальных с требуемой степенью достовер-ности. Традиционно подобные задачи решаются с помощью устройств - "детекторов речи", которые используются во многих приложениях: статистических системах уплотнения (передачи), эхоподавляющих устройствах и др. Степень до-стоверности обнаружения определяется алгоритмом распоз-навания, заложенным в детекторе речи.

Предлагаемый новый метод оценки качества передачи речевой информации, учитывающий особенности мобильной связи, позволит создать эффективное устройство контроля, обеспечивающее определение с достаточной степенью точности реального коэффициента качества и его отклонения от норма-тивного значения, в соответствии с которым вносятся корректи-вы в параметры канала связи.

Кроме основной проблемы повышения качества передачи речевой информации по каналам мобильной связи, в дальнейшем необходимо решить ряд сопутствующих задач, в частности: каким должно быть устройство контроля -- индивидуальным или групповым, а также его место и способ подключения; определить структуру сигналов управления устройства контроля для изме-нения параметров канала; выбрать элементную базу его реали-зации.

Блок-схема алгоритма:

10.1.1 Инструкция оператору

Программа вычисления качества передачи речевого сигнала составлена на языке программирования « Turbo Pascal 7,0»

Объём занимаемой программы памяти - 80 Kбайт

Порядок вычисления:

а) запустить программу;

б) ввести исходные данные: Коэффициенты качества

в) вывод результатов на дисплей;

г) анализ результатов работы программы .

Используя программу, вычислим интегральный коэффициент качества арифметическим и геометрическим методами. Результат сведем в таблицу 5.2.

Таблица 5.2 - Расчет интегрального коэффициента качества

Коэффициент натуральности	5
Коэффициент разборчивости	5
Коэффициент громкости	4
Коэффициент структуры канала	4
Интегральный коэффициент качества	4.3

10.2 Анализ СМО с накоплением

10.2.1 Инструкция оператору

Программа в анализа работы СМО с очередью составлена на языке программирования « Turbo Pascal 7,0»

Объём занимаемой программы памяти - 100 Kбайт

Порядок вычисления:

а) запустить программу;

б) ввести исходные данные:

Интенсивность потока сообщений;

Число каналов вторичной сети связи;

Максимальное число сообщений в накопителе;

Среднее время передачи одного сообщения.

в) вывод результатов на дисплей;

Используя программу, вычислим показатели работы СМО с накоплением. Результат сведем в таблицу 10.2.

Таблица 10.2 - Расчет интегрального коэффициента качества

Интенсивность потока сообщений	8
Число каналов вторичной сети связи	5
Максимальное число сообщений в накопителе	6
Среднее время передачи одного сообщения	0,4
Среднее время передачи одного сообщения каждым каналом связи	0,08
Интенсивность обслуживания заявок	2,5
Нагрузка системы	3,2
Вероятность нулевого состояния СМО	0,04
Относительная пропускная способность	1
Абсолютная пропускная способность	8
Среднее число занятых каналов связи	3,2
Среднее число сообщений в накопителе	0,03
Среднее суммарное время пребывания сообщения в очереди	0,4

Блок-схема алгоритма

11. Безопасность жизнедеятельности.

11 .1 Расчет зануления.

В электроустановках напряжением до 1 кВ с заземленной нейтралью для надежной защиты людей от поражения электрическим током применяется зануление, обеспечивающее автоматическое отключение участка сети, на котором произошел пробой на корпус. Занулением называется преднамеренное соединение металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут случайно оказаться под напряжением, с глухо-заземленным нулевым проводом трансформатора или генератора в сетях трехфазного тока, с глухо-заземленным выводом источника однофазного тока, с глухо-заземленной средней точкой источника в сетях постоянного тока через сопротивление повторного заземления Рп.

Расчет зануления сводится к определению условий, при которых обеспечиваются быстрое срабатывание максимально-токовой защиты и отключение поврежденной, установки от сети. Если сопротивление нулевого провода больше сопротивления фазного не более чем в 2 раза, то условия срабатывания максимально-токовой защиты почти всегда удовлетворяются. Исключением могут быть случаи электроснабжения по воздушным линиям, имеющим значительные реактивные сопротивления.

Для надежного отключения аварийного участка необходимо, чтобы ток в короткозамкнутой цепи значительно превосходил ток установки защиты или номинальный ток плавкой вставки, т.е. IK.3. ??kIH ,

Где: k- коэффициент, при защите плавкими предохранителями k > 3, при защите автоматическими выключателя с номинальными токами до 100 A k=T,4, для прочих автоматов защиты k = 1,25.

Ток с однофазного КЗ 1к. з при замыкании фазы на зануленный корпус равен отношению фазного напряжения сети U к полному сопротивлению короткозамкнутой цепи zk.s. , которое складывается из полных сопротивлений фазы трансформаторов zt /3, фазного проводника 7ф, нулевого защитного проводника zh внешнего индуктивного сопротивления контура «фаза-нуль» Хв т.е

I к.з = U /Z к.з = U/ (ZT/ 3 + Zф + ZH + JXв) (11.1)

Сопротивление короткозамкнутой цепи шунтируется параллельно ветвью, состоящей из последовательно соединенных сопротивлений заземления нейтрали обмотки трансформатора R0 и повторного заземления нулевого провода Rп. Так как сумма сопротивлений этих заземлении много больше сопротивления короткозамкнутой цепи, то параллельную ветвь, образованную заземлениями можно не учитывать.

Полные сопротивления нулевого и фазного проводов можно представить в следующем виде:

Zф = Кф + JXф И Zн=Rн +JXн, (11.2)

Где

Rф ,Rн - активные,

Xф , Xн - внутренние индуктивные сопротивления, Ом, соответственно фазного и нулевого проводов. Абсолютное значение тока КЗ:

1 к.з = U/ (Zi/3 +(R Ф + R H) + (ХФ+XH+XB)2 ) (11.3)

Это выражение определяет приближенное значение тока КЗ, так как модуль полных сопротивлений трансформатора и цепи «фаза-нуль» суммируются арифметически, что считается допустимым.

Внешнее индуктивное сопротивление контура «фаза-нуль» Хв может быть определено как индуктивное сопротивление двухпроводной линии с проводами с круглого сечения одинакового диаметра d (м), проложенного на расстоянии d(m), между ними.

Хв = ?L = ????/?(L In 2D/d), (11.4)

где

? ?- угловая частота тока, рад/с;

L - индуктивность линии;

? ?- относительная магнитная проницаемость среды.

11.1.1. Произведем расчет зануления:

Стойка получает электроэнергию от трансформатора 6/0,4 кВ мощностью Р =400 кВ*А, расстояние от трансформатора до места расположения потребителей энергии L = 127м.

Потребители энергии защищаются плавкими вставками. В качестве фазных проводов используется кабель с медными жилами

диаметром d =3,56 мм, сечением S =10 мм2 , нулевой провод выполнен

из стальной шины сечением Sст = 20 х 4мм2 и проложен на расстоянии

L = 56 см от кабеля.

Прежде всего, нужно проверить систему зануления на отключающую способность:

ожидаемый ток

I Кз?=31 ном; Рн= ?3 Uл IЛ= 3 U0 Iном??н (11.5)

номинальный ток

Iном = Рн/3 Uф = 27*103/3*220 = 35,6А=40 А (11.6)

ожидаемой ток КЗ I Кз ?3*40= 120 А. (11.7)

Из таблицы 12.2 определяем zt = 0,0906 Ом. Сопротивление фазных проводов Rф - рL/SФ = 0,018* 127/ 10 = 0,275Ом; Хф = 0. Если нулевой проводник из меди, то его сопротивление rh = 2Rф Ом; Хн = 0. Если же нулевым проводом является стальная шина, то следует определить плотность тока КЗ в нулевом проводе, т.е.

? = 1кзо/ sh.ct = 120/80 = 1,4 А/мм2. (11.8)

При этой плотности тока по табл. 12.4 находим R?= 3, 25 Ом/км

Х?= 2,11 Ом/км, RH = 3,25*0,15 = 0,53 Ом.

ХН = 2Д1 * 0,15 = 0,32 Ом

xb/l = 0,1256 In 2D/d = 0,1256 In (2500/3,56) = 0,1256 In 280 = 0,66 Ом/км

Хв=0,66*0,127=0,099Ом

Полное сопротивление цепи «фаза - нуль»

ZK3=Z0+ZH+jZH=(RФ+RH)j(Xф+ХН+Хв)=0,27+0,53)+j(0+0,32+0,099)= 0,42+j0,419.

Модуль полного сопротивления цепи «фаза-нуль»

?Z ?=V(Rф+RH)2+(Хф+XH+XB)2=V(0,42)2+(0,419)2=1,39Ом. (11.10)

Действительный ток

K3I к.з = Uф / (ZT/3 + ZK3) = 220/(0,0906/3 + 1,39) =138,7А (11.11)

Т.е. больше ожидаемого тока КЗ I к.з > 3Iном (138,7 > 120).

11.2 Искусственное освещение

Условия искусственного освещения на предприятиях связи оказывают большое влияние на зрительную работоспособность, физическое и моральное состояние людей, а следовательно, на производительность труда, качество продукции и производственный травматизм.

Для создания благоприятных условий труда производственное освещение должно отвечать следующим требованиям:

освещенность на рабочем месте должна соответствовать гигиеническим нормам;

яркость на рабочей поверхности и в пределах окружающего пространства должна распределяться по возможности равномерно;

резкие тени на рабочей поверхности должны отсутствовать, наличие из создает неравномерное распределение яркости;

блескость должна отсутствовать в поле зрения;

освещение должно обеспечивать необходимый спектральный состав света для правильной цветопередачи.

Искусственное освещение может быть двух систем: общее и комбинированное. При комбинированном освещении к общему добавляется местное освещение, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах. Общее освещение подразделяется на общее равномерное и общее локализованное. Применение одного местного освещения в производственных зданиях не допускается. Искусственное освещение подразделяется также на рабочее, аварийное, эвакуационное и охранное.

Проектирование искусственного освещения заключается в решении следующих задач: выбор системы освещения, типа источника света, расположение светильников, выполнение светотехнического расчета и определение мощности осветительной установки.

11.2.1 Расчет искусственного освещения

Расчет производится в основном по двум методам: методу коэффициента использования и точечному методу. Метод коэффициента использования предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затеняющих предметов.

По точечному методу рассчитывается общее локализованное освещение, общее равномерное освещение при наличии существенных затенений и местное освещение.

11.2.2 Точечный метод

Произвести реконструкцию в сети освещения операторного зала.

Исходные данные:

Габариты помещения:

длина помещения А-40м;

ширина помещения В-20м;

высота Н-6м;

Количество светильников -15 шт;

Тип светильника ДРЛ-250;

Разряд зрительной работы V, а;

Коэффициенты отражения %:

потолка рпот=70%;

стены рст=50%;

пола рпол=30%.

Нормируемая освещенность по таблице 1.2, графа 8 (литература (1)) - Е=200лк;

ДРЛ с мощностью -250Вт;

Световой поток -Фл=13000лм (таблица 2.2 литература (1));

Коэффициент запаса Кз=1,5;

Точечный метод.

Расчетная высота подвеса - рабочая поверхность находятся на высоте 1,2 м от пола, высота свеса ламп - 0,5м, следовательно:

h=H-(hсв+ hрп)=6-(0,5+1,2)=4,3м; (11.12)