При построении системы связи, состоящей из нескольких участков, включающих более сотни станций, необходима организация отдельного рабочего места для каждого участка и выделение сервера для организации их взаимодействия между собой. Не лишним при таком подходе станет и экран коллективного пользования, на котором отображается общая для всех рабочих мест информация (как правило, это состояние системы связи в целом). При использовании корпоративной сети передачи данных («интранет») в ней могут быть организованы дополнительные рабочие места с ограниченным уровнем полномочий - без права выдавать в систему управляющие команды, но с возможностью отображать информацию о текущем состоянии системы связи.

Такие терминалы могут быть расположены непосредственно на рабочих местах руководителей, которым нет необходимости непосредственно вмешиваться в технологическое управление системой связи, но важно иметь оперативную информацию о ее состоянии, а главное - возможность статистического анализа различных аспектов ее функционирования.

В СМА предусмотрены несколько уровней безопасности. Доступ в систему предполагает процедуру авторизации обслуживающего персонала. Администратором системы ведутся списки пользователей с назначением им соответствующего уровня полномочий - как по составу доступного оборудования, так и по возможности выдачи управляющих команд: полный доступ к системе управления, ограниченные возможности по управлению станциями, только просмотр. Кроме общего доступа в систему, паролем защищен и доступ к конкретному оборудованию [7].

Как уже говорилось, предусмотрено протоколирование всех событий, происходящих в системе - будь то изменения в техническом состоянии объектов контроля или действия оператора. В протоколе фиксируется точное время, содержание события, а для записей о действиях оператора - его пароль. Тем самым обеспечивается возможность последующего разбора и анализа не только изменений технического состояния системы связи, но и адекватности действий обслуживающего персонала.

Специалисты компании "Информтехника и Связь" продолжают работать над совершенствованием и развитием системы мониторинга и администрирования, максимально приближая ее к нуждам и запросам эксплуатационного персонала. Благодаря постоянной обратной связи с пользователями системы она становится удобнее в работе, появляются возможности для ее более тонкой и гибкой настройки под требования конкретных заказчиков. Периодически выходят обновления программного обеспечения, доступные для всех пользователей, предыдущих версий.

Практическое применение аналитических центров администрирования на железных дорогах страны привело к значительному повышению эффективности управления ведомственными сетями связи при снижении затрат на их эксплуатацию. Экранная форма состояния сети связи одного из участков приведены на рисунках [6].

Рабочего места позволяет оператору одновременно контролировать как состояние системы связи в целом, так и техническое состояние отдельных участков и станций с точностью до отдельной платы и даже ее компонентов с помощью иерархической системы экранных форм.

В ходе разработки удалось совместить технологический и оперативный взгляды на систему связи. Оператор может не только увидеть, на каких именно абонентов системы способна повлиять возникшая в оборудовании коллизия, но и наоборот - определить те технические устройства, некорректная работа которых может являться причиной нареканий на качество связи со стороны конкретного абонента. В системе также реализованы функции оперативного поиска справочной информации и вызова любого абонента непосредственно с рабочего места оператора. Все это стало возможным благодаря тому, что при разработке было предусмотрено создание базы данных, описывающей систему связи не только в технологических, но и в административных терминах [6].

При создании рабочего места оператора предусмотрены функции визуального и звукового оповещения персонала обо всех аварийных ситуациях в системе связи, протоколирование и архивация информации о любых изменениях технического состояния ее компонентов. Кроме того, предусмотрено протоколирование всех действий оператора, что обеспечивает контроль целостности данных и позволяет предотвратить их случайное или преднамеренное искажение.

2.2.7 Надежность системы «МиниКом DХ-500.ЖТ»

Понимая высокую степень ответственности телекоммуникационной техники в производственном процессе железнодорожной отрасли, разработчики станции «МиниКом DХ-500.ЖТ» особое внимание уделили вопросам надежности и отказоустойчивости.

Распределенное управление. Использование собственных микропроцессоров со своей памятью в каждом модуле позволяет распределить управление по всей системе. Надежность больше не определяется зависимостью от централизованной, а потому оказывающей большое влияние, функции управления. При децентрализованном управлении неисправность одного модуля оказывает ограниченное влияние на всю систему.

Каждый кластер «МиниКом DХ-500.ЖТ» имеет собственный микропроцессор и цифровое коммутационное поле, обеспечивающее коммутацию разговоров в пределах одного кластера [13].

Дублирование систем. Ресурсы станции, влияющие на согласованную работу отдельных модулей, используются централизованно. Центральное коммутирующее устройство и система межмодульной синхронизации выполнены с использованием принципа 100% резервирования.

Построение системы электропитания. Система «МиниКом DХ-500.ЖТ» построена с применением полностью децентрализованной системы электропитания.

К станции подается напряжение ±48 или 60 В от внешних первичных источников питания по двум независимым внешним вводам. Каждая плата обеспечивается питанием по независимым шинам. Плата автоматически, выбирает шину электропитания, переключаясь на другую при отказе одного из источников. Таким образом, станция не имеет внутренних централизованных блоков питания [6].

Подбор компонентов и технология производства. Система «МиниКом DХ-500.ЖТ» построена на элементной базе ведущих мировых производителей - Analog Devises, Siemens, Hewlett Packard, Intel и др. Для достижения высокого качества и надежности оборудования используется самое современное автоматизированное производство печатных плат с технологией поверхностного монтажа компонентов (SMT).

3. Рабочая документация

3.1 Расчет интенсивности телефонной нагрузки

3.1.1 Возникающая нагрузка и её распределение

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 (ВНТП 112-79) следует различать три категории источников: народнохозяйственный сектор, квартирный и таксофоны. Интенсивность местной возникающей нагрузки определяется, если известны следующие её основные параметры:

N_нх, N_кв - число телефонных аппаратов народнохозяйственного сектора, квартирного сектора;

б) C_нх, С_кв - среднее число вызовов в ЧНН от одного источника i-й кате - гории;

в) Т_нх, Т_кв - средняя продолжительность разговора абонентов i-й категории в ЧНН;

г) Р_р - доля вызовов, закончившихся разговором.

Структурный состав источников, т.е. число аппаратов различных категорий определяется изысканиями, а остальные параметры (С_i, T_i, P_p) рассчитываются по средним значениям, приведенным в таблице А1 Приложения А.

В проектируемую электронную УАТС на ст. Петропавловск типа «МиниКом-ЖТ» включены 2000 абонентов непосредственно.

Необходимые для расчетов параметры нагрузки приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 Необходимые параметры нагрузки

Категория аппаратов	Число аппаратов Ni	Ci	Ti ,с	Pp
Народнохозяйственный сектор	2000	2,7	90	0,5

Интенсивность возникающей местной нагрузки источников i-й категории Y_i, Эрл, определяется формулой:

(3.1)

где t_i - средняя продолжительность одного занятия,

(3.2)

Продолжительность отдельных операций по установлению связи, входящих в формулу (3.2), принимают следующей:

а) время слушания сигнала ответа станции t_со = 3, с;

б) время набора n знаков номера с дискового ТА t_н = 1,5n, с;

в) время набора n знаков номера с тастатурного ТА nt_н=0,8n, с;

г) время посылки вызова вызываемому абоненту при состоявшемся раз говоре t_пв = 7+8, с;

д) время установления соединения с момента окончания набора номера до подключения к линии вызываемого абонента t_у =2,0, с.

Коэффициент б_i учитывает продолжительность занятия оборудования вызовами, не закончившихся разговором (занятость, не ответ вызываемого абонента, ошибки вызывающего абонента). Его величина в основном зависит от средней длительности разговора Т_i, с, и доли вызовов, закончившихся разговором Р_р и определяется по графику рисунка 1 Приложения Б.

Для народнохозяйственного сектора б _нх=1,22.

В нашем случае квартирный сектор и таксофоны отсутствует, поэтому пренебрегаем б _кв и б _т .

Средняя продолжительность одного занятия t_нх, с, для абонентов народнохозяйственного сектора:

t_нх = 1,22?0,5 (3 + 6?1,5 +2 +8 + 90) = 68,32 с

Возникающая местная нагрузка Y_нх, Эрл, от абонентов народнохозяйственного сектора:

Интенсивности нагрузок от различных категорий источников приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 Интенсивности нагрузок от различных категорий

Категория аппаратов	бi	ti, с	Yi, Эрл
Народнохозяйственный сектор	1,22	68,32	102,45

Возникающая на входе местная нагрузка Y^/_п, Эрл, от абонентов различных категорий (в нашем случае рассматриваем только народнохозяйственный сектор), определяется равенством:

(3.3)

Местная нагрузка от абонентов УАТС распределяется по двум направлениям:

1. По станциям городской сети (ГТС г. Петропавловск) и к узлу спецслужб.

2. По станциям своей железнодорожной сети.

Распределение нагрузки по станциям сети имеет случайный характер, зависящий от неподдающейся учету взаимной заинтересованности абонентов в переговорах. Поэтому, точное определение межстанционных потоков нагрузки при проектирование АТС невозможно. Это можно сделать лишь после введения станции в эксплуатацию путем анализа проведенных измерений.

При проектировании УАТС (АТС) достаточно знать возникающую местную нагрузку каждой станции сети.

Найдём нагрузку Y^/_уатс, Эрл, на входе КП (DSN) проектируемой УАТС ст. Петропавловск подлежащую распределению между всеми АТС (в том числе и проектируемой). С этой целью из возникающей нагрузки Y^//_уатс вычитают нагрузку, направляемую к узлу спецслужб Y^/_сп, которая принимается равной 3% от Y^/_уатс1:

(3.4)

Одна часть нагрузки замыкается внутри станции , а вторая образует потоки к действующим АТС.

Внутристанционная нагрузка Y^/_п,п, Эрл, определяется по формуле:

(3.5)

где з - доля или коэффициент внутристанционного сообщения,

(3.6)

определяется по значению коэффициента веса з_с, который представляет собой отношение нагрузки проектируемой станции к аналогичной нагрузке всей сети:

(3.7)

где m - число станций на ГТС г. Петропавловск и железнодорожной сети, включая проектируемую.

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

(3.8)

(3.9)

Зависимость коэффициента внутристанционного сообщения з (т.е. доля нагрузки, замыкающейся внутри станции) от коэффициента веса з_с приведена в таблице 2 Приложения Б.

С помощью таблицы 2 (Приложение Б) находим коэффициент внутристанционного сообщения з = 19,4%.

Тогда внутристанционная нагрузка:

Нагрузка на входе КП (DSN) проектируемой АТСЭ, которая будет направлена к другим станциям Y^/_исх.,п, Эрл, определяется по формуле:

 (3.10)

Эта нагрузка должна быть распределена пропорционально доле исходящих потоков этих станций в их общем исходящем сообщении. Значит, необходимо найти на всех действующих АТС ГТС и железнодорожной сети нагрузки Y^/_j,Y^/_j,j и Y^/_исх.j по формулам (3.8), (3.5), (3.10).В нашем случае достаточно нагрузку делить на две группы:

1. К группе абонентов городской сети (через АТС53/54 ГТС г. Петропавловск с общей емкостью 63000 номеров);

2. К группе абонентов железнодорожной сети (с общей емкостью 12048 номеров).

Исходящая нагрузка каждой станции Y^/_исх.j определяется аналогично исходящей нагрузке проектируемой станции Y^/_{исх.j.уатс.} Результаты расчета сведены в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 Внутристанционные и исходящие нагрузки

Обозначение АТС	Ёмкость	Y/j,Эрл	зс,%	з,%	Y/j,j,Эрл	Y/исх.j,Эрл
УАТС	2000	99,38	2,7	19,4	19,93	82,52
ГТС	75000	2526,98	83,95	90,0	2274,28	252,7
Железнодорожная сеть	10048	403,51	13,38	31,5	127,11	278,4

Если n-я станция обслуживает большинство центральных учреждений города, к которым предполагается значительное тяготение абонентов проектируемой АТС, то направляемая к ней нагрузка может быть увеличена путём умножения У^`_ИСХ.u в числителе и знаменателе формулы (3.10) на коэффициент 1,2+1,4.

Расчёт межстанционных потоков упрощается, если пользоваться не абсолютными величинами средней длительности занятия выхода и входа ступени, а их отношением, т.е. коэффициентами _К (учитывается когда, встречная станция координатная или электронная) и _Д(учитывается когда, встречная станция декадно-шаговая) [11].

Значения коэффициентов _К и _Д зависят в основном от доли состоявшихся разговоров Р_Р и их продолжительности Тi , числа знаков номере и в коде станции. При существующих нормах на Р_Р и Тi можно считать:

- для пятизначной нумерации, когда n=5 и n₁=1: _К=0,89; _Д=0,95;

- для шестизначной нумерации, когда n=6 и n₁=2: _К=0,88;_Д=0,94.

- для семизначной нумерации, когда n=7 и n₁=3: _К=0,87;_Д=0,93.

С учетом специфики нашей проектируемой станций, где внутри железнодорожной сети применяется пятизначная нумерация, а в при выходе к ГТС применяется шестизначная нумерация формула приобретает вид:

- внутристанции (применяется пятизначная нумерация):

У_ПК=0,89 * У^`_ПК (3.11)

У_ПК=0,89 * 19,93 =17,74 Эрл

- в направлении спецслужб следует вычислять, пользуясь коэффициентом _К, тогда:

У_усс=0,89 * 3,1 =2,76 Эрл

- внутри железнодорожной сети (учитывается только _К=0,89, так как декадно-шаговые станции отсутствуют);

- к абонентам ГТС (учитывается только _К=0,88, так как опорная станция РАТС 53/52 цифровая типа S-12 и n=6, n₁=2);

Для определения нагрузку между проектируемой УАТС и узловыми районами (в нашем случае ГТС с УВС и железнодорожная сеть с узлообразованием) применяется следующая формула:

 (3.12)

где Ар_n - интенсивность нагрузки между УАТС и УС; U₁ - емкость всех АТС i-го узлового района; N_c - суммарная емкость сети.

Полученные нагрузки с учетом потерь принимает вид:

- внутри железнодорожной сети:

У_{уатс-жс} =0,89 * 10,62=9,45 Эрл

Для ГТС:

У_{уатс-ГТС}=0,88 * 66,61= 58,62 Эрл

Полученные расчетные данные нагрузки с учетом потерь проектируемой УАТС по исходящему и внутристанционному направлению для наглядности приведем в виде таблицы 3.4.

Таблица 3.4 - Нагрузка с учетом потерь по исходящему и направлению внутристанционному направлению

Направление	УАТС-УАТС	УАТС-УСС	УАТС-ГТС	УАТС -Железнодорожная сеть (ЖС)
У, Эрл	17,74	2,76	58,62	9,45

3.1.2 Определение входящих потоков нагрузки

Расчёт потоков нагрузки, поступающих по входящим СЛ на ступень ГИ (ЦКП) УАТС от существующих АТС или узлов ГТС (в нашем случае от ГТС РАТС 53/54 и железнодорожной сети), производится по методике, изложенной в предыдущем разделе 3.1.1.

Если нагрузка с выхода ступени РАТС по пути к проектируемой станции проходит транзитом ещё через ступень искания, то за счёт большей продолжительности занятия входа ступени по сравнению с продолжительностью занятия её выхода она будет уменьшаться. Если это ступень электронной или координатной системы, то принимают, что нагрузка на выходы составляет 0,99 нагрузок на входы [11]:

Укn = 0,99Укn (3.13)

где Укn - нагрузка возникающая на станциях в направлении УАТС с учетом потерь (с таблицы 3.3)

У_{К,ГТС-УАТС}= 0,99*58,62=58,03 Эрл

У_{К,ЖС-УАТС}= 0,99*9,45=9,4 Эрл

3.1.3 Междугородная и международная нагрузка

Междугородную исходящую нагрузку, т.е. нагрузку на заказно-соединительные линии (ЗСЛ) от одного абонента можно считать равной 0,003 Эрл [11]:

Узсл =N*0,003 (3.14)

Узсл,уатс=2000*0,003 = 6 Эрл

Входящую на станцию по междугородным соединительным линиям (СЛМ) нагрузку принимают равной исходящей по ЗСЛ нагрузке Узсл =Услм, тогда:

Узсл =Услм = 6 Эрл

Вследствие большой продолжительности разговора (Т=200+400 с) уменьшением междугородной нагрузки при переходе со входа любой ступени искания на её выход обычно пренебрегают. Иначе говоря, величину междугородной нагрузки на всех ступенях искания принимают одинаковой величины.

Поскольку для обслуживания междугородной связи в АТСК не предусмотрены отдельные пучки внутристанционных соединительных путей, то при расчёте числа обслуживающих внутристанционных ИКМ линий необходимо к местной нагрузке прибавить междугородную нагрузку [11].

3.1.4 Распределение внутристанционной нагрузки

Общая местная внутристанционная нагрузка У_ВН складывается из возникающей нагрузки, пересчитанной на выходы ступени ГИ (ЦКП) и поступающей от других АТС сети к абонентам проектируемой станции:

У_ВН= У_{уатс-уатс} + +Услм(jn) (3.15)

У_ВН= 17,74+58,03 +9,4+ 6 = 91,17 Эрл

Распределение внутристанционной, исходящей и входящей нагрузки на проектируемой УАТС показана на рисунке 3.1

Рисунок 3.1 - Распределение внутристанционной, исходящей и входящей нагрузки на проектируемой УАТС МиниКом-DX-500 ЖТ

3.1.5 Расчет числа исходящих и входящих соединительных линий

Исходными данными для расчета числа СЛ являются величины нагрузок, поступающих на пучки СЛ и нормы вероятности потерь. Число соединительных линий определяется по первой формуле Эрланга для полнодоступных пучков линий [13]:

(3.16)

При расчетах можно воспользоваться вспомогательной таблицей результатов расчета интенсивности поступающей нагрузки Y (в Эрлангах) для пучка емкостью V линий и величины потерь Р [13].

Результаты расчетов записываются в таблицу 3.5.

Таблица 3.5 - Количество соединительных линии

АТС	Емкость, номеров	Увн,``Эрл.	V икм, линий	Y'исхкГТС,Эрл.	V икм	Y'исхк ЖС	V икм	У эсл, Эрл.	V икм	У слм, Эрл.	V икм	У вх, Эрл.	V икм *
УАТС	2000	91,17	131	58,62	86	9,45	20	6	14	6	14	68,07	85/13

* Примечание: V икм 85/13- 85-ИКМ линии для организации связи с ГТС, а 13-для организации местной железнодорожной связи.

Из таблицы 3.5 видно, что существующие системы ИКМ-30 (2 системы- 60 каналов) для организации местной (исходящая и входящая) и междугородной связи (исходящая и входящая) не обеспечивает обслуживанию трафика. Например для организации связи с ГТС и АМТС требуется 200 ИКМ линий. Нехватка каналов составляет - 70%.

При организации связи в направлении железнодорожной связи нехватка каналов не осуществляется, наоборот процент незадействованных каналов очень высок.

Поэтому при реконструкции УАТС ст. Петропавловск с применением оборудования «МиниКом DX-500ЖТ» необходимо рассмотреть вопросы по увеличению количества СЛ между РАТС 53/54 (ГТС).

3.1.6 Комплектация оборудования

Характеристики механической конструкции. Конструкция цифровой электронной коммутационной системы «МиниКом DХ-500 ЖТ» отличается компактным модульным принципом построения. Она состоит из следующих конструктивных компонентов: модулей; модульных кассет; стативов; стативных рядов; соединителей; кабелей [7].

Наиболее важные характеристики механической конструкции: вставные стандартизированные основные блоки из стативов и модульных кассет могут собираться станции любой желаемой конфигурации; современная беспаечная технология соединения, например, запрессованные соединения в однослойных, многослойных и полислойных печатных платах; укомплектованных и испытанных стативов и подключения кабелей; полностью облицованные стативы; полная экранизация для защиты от электромагнитных влияний; оптимальный теплоотвод за счет естественной конвекции: в стативах с высокой мощностью рассеяния отвод тепла осуществляется с помощью вентиляторов; простое техобслуживание благодаря простой замене модулей и благодаря надежным разъемным соединителям; меньшие потребности в занимаемой площади по сравнению с аналоговыми коммутационными станциями; экономия на сети абонентских линий благодаря использованию удаленных блоков защитных корпусах.

Модули. Модули «МиниКом DХ-500 ЖТ» являются наименьшими конструктивными компонентами. Основу каждого модуля составляет печатная плата. Все компоненты, используемые в системе, начиная от дискретных элементов и кончая большими интегральными полупроводниковыми схемами, монтируются на печатной плате, образуя модуль.

В «МиниКом DХ-500 ЖТ» используются модули. Модули соединяются с монтажной платой модульной кассеты посредством двух 60-контактных соединительных колодок. Для модулей, требующих более высокую контактную плотность, используются колодки с большим количеством пружинных контактов. Точки подключения образуют, кроме того, интерфейс для автоматического испытания модулей. На боковой стороне печатной платы устанавливается пластмассовая лицевая панель.

В основном печатные платы для модулей изготовляются из одно-, двух- или многослойного эпоксидного стеклопластика, плакированного медью.

Для монтажа интегральных схем с двухрядным расположением выводов (dual in-line, DIL) в сетчатой структуре расположения элементов предусмотрены стандартные монтажные позиции для DIL-элементов, имеющих до 24 контактов [7].

При этом все более широкое применение находят элементы для поверхностного монтажа (SMD), которые наиболее пригодны для автоматического монтажа печатных плат.

Модульные кассеты. Модульные кассеты придают модулям механическую стабильность и создают электрический контакт между ними. Как модули, так и кабели, прокладываемые к другим модульным кассетам, вставляются в кассету.

За исключением направляющих все несущие конструкции модульной кассеты изготавливаются из листовой стали. Направляющие модуля и соединительные колодки устанавливаются в модульной кассете с шагом 5 мм и обеспечивают гибкое комплектование модульной кассеты модулями с монтажной шириной n х 5 мм (n = 3, 4, 5, 6, 7, 12). Полезная монтажная ширина в монтажной кассете составляет 126 x 5 мм = 630 мм.

Используются модульные кассеты высотой: 270 мм (9 отделений статива х 30 мм); 510 мм (17 отделений статива х 30 мм).

Модули соответственно могут устанавливаться в один ряд (монтажная высота 9 x 30 мм) или в два ряда (монтажная высота 17 x 30 мм), один над другим.

Соединительная плата оборудована колодками с ножевыми контактами и контактными колодками для установки модулей и кабелей. Кроме того, она оборудована плоскими разъемами для подключения электропитания. Центрирующая рейка обеспечивает правильное позиционирование штырьковых выводов, а также правильный ввод и блокировку кабельных соединителей. Колодки с ножевыми контактами и контактные колодки запрессованы в соединительную панель без применения пайки.

В зависимости от монтажной плотности соединительные платы бывают однослойными, многослойными или полислойными.

Однослойная плата представляет собой кашированную с обеих сторон печатную плату со сквозными гальванизированными отверстиями. Толщина платы составляет 1,6 мм.

Многослойная плата состоит из двух однослойных плат, разделенных между собой изолировочным слоем. Максимальная толщина такой платы составляет 3,8 мм.

Полислойная плата состоит максимально из 16 слоев с печатными проводниками, разделенных между собой изолировочными слоями (препрегами) и запрессованных в монолитную печатную плату. В зависимости от числа слоев толщина полислойной платы может составлять до 3,8 мм [7].

Современным методом беспаечного электромонтажа соединительной платы модульной кассеты, который обеспечивает герметичное, вибростойкое и электрически устойчивое соединение между ножевыми контактами разъемных соединителей и соединительной платой является запрессовка. Для этого для каждого штырькового вывода предусмотрена специально профилированная контактная площадка (прямоугольное поперечное сечение).

Стативы. Функциональные блоки, объединенные в модульных кассетах располагаются на стативе. Основным элементом конструкции статива является свободностоящий каркас, изготовленный из открытых стальных профилей. Каркас оснащен ножками, высота которых регулируется. Для гибкого комплектования статива модульными кассетами в боковых стойках предусмотрены сверленые отверстия на расстоянии 30 мм друг от друга. Верхняя и нижняя части образуют замкнутую раму [7].

Емкость стативов и габариты: (ДхВхШ): 256 портов - 600x1100x600 мм; 512 портов - 600x1820x600 мм;1024 портов - 650x2370x810 мм;

Статив изготовляется, испытывается, поставляется и монтируется в качестве полностью оборудованного и прошедшего испытание на заводе блока. Тепло, вырабатываемое вмонтированными устройствами, отводится из статива на основе естественной конвекции.

Стативные ряды. На месте монтажа стативы соединяются между собой крепежными элементами, образуя стативные ряды. Для обеспечения стабильного механического соединения между двумя соседними стативами используют четыре крепежных элемента. В то же время они могут использоваться в качестве подвесок для дверей, которые монтируются в готовых стативных рядах.

Соединители. Соединители являются еще одним основным элементом системы В их состав входят колодки с ножевыми, пружинными и штырьковыми контактами и центрирующие рейки.

Соединители имеют следующие характеристики: беспаечная запрессовка колодок с ножевыми контактами и контактных колодок в соединительную плату модульной кассеты; колодки с выступающими ножевыми контактами расположены на модульной стороне кассеты; контактные колодки обеспечивают дополнительные контакты для электромонтажа соединительной платы; с помощью центрирующей рейки кабельные соединители вставляются на задней стороне модульной кассеты в контактные площадки колодок с ножевыми контактами и контактных колодок; наличие выступающих контактов для нагрузок пикового тока.

Колодки с ножевыми контактами для монтажа методом запрессовки расположены на соединительной плате модульной кассеты. Ножевые контакты запрессованы со стороны модуля. Штырьковые выводы, выступающие над электромонтажом, сконструированы с учетом использования их для соединений методом мини-накрутки и для установки кабельных соединителей. 60-контактные колодки с ножевыми контактами имеют три ряда контактов по 20 в каждом ряду. По электротехнологическим соображениям на каждой колодке в среднем ряду расположены шесть ножевых контактов, которые на 1,25 мм длиннее остальных (выступающие контакты). Благодаря этому при установке модулей в кассете определенные проводники (например, заземление) соединяются в первую очередь [7].

Контактные колодки для монтажа методом запрессовки (20- или 60-контактные) служат для установления дополнительных контактов на соединительной плате для подключения внешних съемных кабелей.

Выступающие контакты - штырьковые и пружинные являются массивными переключаемыми контактами, рассчитанными на нагрузки пикового тока до 6 А при напряжении 5 В. При установке модуля создается разница во времени 52 мс между контактированием выступающих контактов и остальных контактов в зависимости от быстроты врубания модуля.

Сопряженной деталью к колодке с ножевыми контактами является 60-контактная колодка с пружинными контактами.

Конструкция и принцип пружинных контактов соответствуют колодке с пружинными контактами для модулей. Существуют различные варианты колодок с разным количеством контактов (60, 48, 40, 32, 16 контактов и 4 контакта).

Центрирующая рейка для кабельных соединителей обеспечивает правильное позиционирование штырьковых выводов, а также правильную отцентровку, установку и блокировку кабельных соединителей.

Кабели. Соединительные кабели - это многожильные кабели, оснащенные на каждом конце кабельным соединителем. Все кабели, используемые на станциях, являются кабелями съемного типа. Благодаря этому электрические соединения внутри статива и между отдельными стативами быстро и просто устанавливаются непосредственно на месте монтажа станции.

Кабельные соединители вставляются непосредственно в контакты, расположенные на колодке с ножевыми контактами, или в контакты на задней стороне модульной кассеты.

Кабели кросса оборудованы кабельными соединителями только на одном конце. Свободные провода на другом конце кабеля расшиваются на клеммы главного или цифрового кросса.

От соединителя кабели ведутся или вверх к кабельным полкам или вниз под фальшпол, в отдельных случаях на кабель рост.

Комплектация оборудования.

Число кластеров АЛ:

N_кл.ал=N/128 (3.17)

где N - емкость станции; 128 - количество портов.

N_кл.ал=2000 /128 =16

Число кластеров ИКМ:

N_кл.ИКМ = V/4+1 (3.18)

где V- число ИКМ линий.

N_{кл.исх ИКМ} = 120/4+1 =31

N_{кл.вх ИКМ} = 112/4+1 =29

Оборудование станции размещается в шкафах, рассчитанных на два или четыре блочных каркаса. Один блочный каркас занимает один этаж шкафа. В таблице 1 Приложения В приведен состав оборудования при включении аналоговых абонентских линий (АЛ_А) для разной конфигурации станции МиниКом DX-500.

Для построения станции емкостью более 512 номеров требуется групповой модуль (ГМ), в который можно включить до 24 каналов Е1. Эти каналы используются для подключения к групповому модулю кластеров ИКМ. Групповой модуль выполняет транзитные соединения между кластерами ИКМ.

В качестве примера на рисунке 1 [П.В] показан внешний вид блочного каркаса станции с двумя абонентскими кластерами, одним кластером ИКМ и двумя платами ЦКУ [7].

Для станции предусмотрены шкафы двух типоразмеров. Шкаф типоразмера I имеет до двух блочных каркасов, а типоразмера II - до четырех блочных каркасов. Шкафы имеют ширину 0,8 м, глубину 0,6 м. Высота шкафа типоразмера I - 1.2 м, типоразмера II - 1,8 м (рисунок 1 Приложения В).

4. Безопасность жизнедеятельности

4.1 Анализ условий труда в используемом помещении

Характеристика помещения. Помещение, для размещения аппаратуры коммутации, операторской представляет собой бывший цех АТС размерами: длина L = 10 м, ширина В = 8 м, высота Н = 4 м (рисунок 4.1).

Здание представляет собой трехэтажное здание, где АТСКУ занимала только первый этаж; на остальных этажах производственных помещений нет (администрация и другие отделы). Предполагается, что обслуживать помещение будут 5 человек (приведены в экономической части проекта).

Цифровая станция «МиниКом DX-500 ЖТ» не требует постоянного контроля В дневную смену работают 4 человека (инженер-программист, инженер-связист и техник-администратор). Рассматриваемая ст.Петропавловск является крупно-транзитной, поэтому в данной станции организуется ЦТЭ сети (в ночную смену выходит диспетчер-оператор).

Рисунок 4.1 - План помещения: 1 - дверь; 2 - окно; 3 - стена; 4 - стойки; 5 - шкаф; 6 - стол; 7 - стул

Согласно ГОСТ 12.1.005-76 ССБТ "Воздух рабочей зоны, общие санитарно-гигиенические требования", работа людей в нашем помещении относится к первой категории (таблица 4.1), [9].

Оценка микроклимата. Микроклиматические условия на нашем узле обслуживания согласно ГОСТ 12.0.003-74. ССБТ можно охарактеризовать как оптимальные (таблица 4.2), [9].

Таблица 4.1 - Категории работ по энергозатратам организма

Работа	Категория	Энергозатраты организма, Дж/с (ккал/час)	Характеристика работы
Легкая физическая	I a	< 138	Производится сидя и не требует физического напряжения
	I б	138 - 172	Производится сидя, стоя или связана с ходьбой и сопровождается некоторым физическим напряжением

Таблица 4.2 - Оптимальные нормы параметров микроклимата

Период работы	Категория работы	Т, 0 С	Скорость движения воздуха, м/с, не более
Холодный	I а I б	22-24 31-23	0,1 0,1
Теплый	I a I б	23-25 22-24	0,1 0,2

В любой из периодов года микроклиматические параметры в нашем помещении не превышают установленных допустимых значений: СН 245-71:

Температура летнего периода: + 24 ⁰С, температура зимнего периода +21 - +24⁰ С, относительная влажность воздуха - 60% при температуре ниже 36⁰ С, скорость движения воздуха не превышает 0,2 м/с в любой период года.

Таблица 4.3 - Допустимые значения параметров микроклимата в холодный/теплый период года

Категория работы	Температура воздуха, 0 С	Относительная влажность воздуха, %, не >	Скорость движения воздуха, м/с, не >
I a	21-25 / 22-28	75 / 55, при 280 С	0,1/0,1 - 0,2

Согласно ГОСТ 12.1.007-76 помещение по содержанию вредных веществ в воздухе рабочей зоны можно соответствует 4 классу опасности:

Таблица 4.4 - Нормирование показателей для классов опасности

Наименование	Норма для класса
ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, мг/м3	Малоопасные, 4
	< 0,1
Средняя смертельная концентрация в воздухе рабочей зоны, мг/м3	< 500

Для поддержания условий микроклимата в помещении, целесообразно оснастить его системой кондиционирования. Ниже приводится расчет необходимого числа кондиционеров.

4.2 Оценка электробезопасности

В помещении мы предполагаем разместить следующее телекоммуникационное оборудование:

Стойки системы «МиниКом DX-500 ЖТ»;

мультиплексор SDH;

ИБП;

персональные компьютеры.

Оборудование «МиниКом DX-500 ЖТ» оптимально работает в следующих условиях:

Температура от 0 до 40^о С;

Влажность от 5 до 95%, неконденсированная;

Питание:

переменный ток - напряжение от 100 до 220 В, частота 50/60 Гц, ток 2 - 5 А;

постоянный ток - напряжение от 48 до 60 В, ток нагрузки 2 - 4 А.

Так как все оборудование имеет сертификаты, то класс профессионального риска определяем как минимальный.

Электроустройства в отношении мер безопасности относятся к устройствам с рабочим напряжение до 1 кВ.

По степени опасности поражения электрическим током помещение относится к классу без повышенной опасности, поскольку оно соответствует требованиям:

сухое;

с нормальной температурой;

с изолированными полами;

беспыльное;

не имеет заземленных предметов;

Однако существует вероятность поражения постоянным током обслуживающего персонала. При замене блоков питания, блоков коммутации и т.п. в оборудовании, возможны случайные прикосновения к неизолированным электрическим частям находящимся под напряжением питания (от 48 до 60 В). Это напряжение опасно для жизни. Поэтому данное оборудование необходимо заземлять. Ниже приводится расчет заземления.

По характеру окружающей среды помещение относится к классу "нормальных сухих", относительная влажность воздуха не превышает 60%. По степени доступности оно относится к категории электротехнических, т.е. доступ к оборудованию осуществляется только электротехническим персоналом.

Все высокочастотные установки спроектированы таким образом, что уровни излучений, воздействующих на работников, не превышают нормативных значений (согласно ГОСТ 12.1.006-76 "Электромагнитные поля радиочастот. Общие требования безопасности").

Таблица 4.5 - Оценка условий труда производственного объекта

№	Наименование производственного фактора, единицы измерения	ПДК, ПДУ	Фактический уровень производственного фактора	Величина отклонения "+"	№ протокола, дата проведения замера, кем проведены
1	Вредные химические вещества в воздухе рабочей зоны, мг/мм3	0,01	Ниже уровня чувствительности прибора	Норма	Протокол № 352 от 20.11.2000 Выездная лаборатория Государственного комитета Стандартизации и Метрологии
2	Пыль преимущественно фиброгенного действия, мг/мм3	0,0015	Ниже уровня чувствительности прибора	Норма
3	Вибрация, дБ	2	0	Норма
4	Шум, дБ	65	44	Норма
5	Излучения: неионизирующее, мкВт/см2	60	72	12
	Ионизирующее, мкВт/см2	12	8	Норма
6	Микроклимат: Температура 0 С,	18-240	210 С	Норма
	Относительная влажность %	55-36%	52 %	Норма
7	Освещенность Е, лк	200	150	Норма
Класс профессионального риска	2

4.3 Расчет системы кондиционирования

Кондиционирование обеспечивает наилучшее микроклимата в помещении и условия работы точной и чувствительной аппаратуры, и должно выполняться в соответствии с главой СНиП 11-33-75 “Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха”.

Определим количество явного тепла выделяемого в помещении для нашего оборудования в теплый период года, с учетом следующих источников тепловыделения: операторов, солнечной радиации, искусственного освещения, оборудования коммутации.

Определяем воздухообмен явного тепла:

G_Я=, м³/ч (4.1)

где Q_Я - выделение явного тепла, Вт; с - теплоемкость сухого воздуха, удаляемого общеобменной вентиляцией и подаваемого в помещение, t_УХ=20 єС, t_ПР=15 єС.

Явное выделяемое тепло:

(4.2)

где Q₁ - тепловыделение от аппаратуры; Q₂ - тепловыделение от источников освещения; Q₃ - тепловыделение от людей; Q₄ - теплопоступление от солнечной радиации сквозь окна.

Тепловыделение от аппаратуры:

, Ватт (4.3)

Ватт

где - коэффициент использования установочной мощности; - коэффициент загрузки; - коэффициент одновременной работы аппаратуры; - коэффициент ассимиляции тепла воздуха помещения при переходе в тепловую энергию; N_ном - номинальная мощность всей аппаратуры.

При ориентировочных расчетах принимают произведение всех четырех коэффициентов равным 0,25.

Тепловыделение от источников освещения:

, Ватт (4.4)

Ватт

где - коэффициент учитывающий количество энергии переходящей в тепло, = 0,8; N_осв - мощность осветительной установки цеха (12 ламп по 80 Вт каждая).

Тепловыделение от людей:

, Ватт (4.5)

Ватт

где n - число работающих; q - теплопотери одного человека, равные 80-116 Вт.

Теплопоступление от солнечной радиации сквозь окна:

, Вт (4.6)

Вт

где F_ост - площадь окна, м²; m - число окон; k - поправочный множитель, для металлического переплета k=1,25; q - теплопоступление через 1 м² окна, q = 224 Вт/м².

Определяем по формуле (4.2) явное выделяемое тепло:

Вт

Определяем воздухообмен явного тепла:

G_Я= м³/ч

В теплый период времени, нормальная (средняя) температура в г. Петропавловск составляет Т_нор = 32С, что больше чем комнатная температура 24С, и потерь тепла нет, а есть приход тепла, выделяемого в помещении в холодный период года, с учетом следующих источников тепла: персонала, оборудования, искусственного освещения, батарей центрального отопления.

Количество тепла выделяемого первыми тремя источниками тепла не изменилось, по сравнению с летним периодом, поэтому нужен расчет количества тепла выделяемого только батареями центрального отопления.

Всего в комнате 4 батареи, каждую из которых можно представить в виде совокупности вертикальных и горизонтальных труб. Тепловой поток от поверхности нагретых тел можно определить по формуле (4.7):

Q_тел=(л+к)(Т_n-Т_в) Fn (4.7)

где F_n - площадь тела; Т_n - температура поверхности тела; Т_в - температура окружающего воздуха; л, к - коэффициенты излучения и конвенции (Вт/мс).

Определим значение л по формуле (4.8) [10]:

л =С_пр[((273+Т_n)/100)+((273+Т_в)/100)]/(Т_n-Т_в) (4.8)

где С_пр - приведенный коэффициент излучения тел в помещении, принимаемый равным 4,9 Вт/cмк.

Найдем л:

л = 4,910^-2[(273+60)/100)+(273+22)/100)]/(60-22) = 1 Вт/мк

Определяем значение к по формуле (4.9):

к =А(Т_n-Т_в) (4.9)

где А - коэффициент, принимающий значения: для горизонтальных труб 0,17; для вертикальных труб 0,21.

Найдем значения к:

к_гор = 0,17 (60 - 22) = 6,46 Вт/мс

к_вер = 0,21(60-22) = 7,98 Вт/мс

Каждая батарея состоит их 4-х горизонтальных труб, длиной 930 мм и диаметром 80 мм и 29 вертикальных труб, длиной 540 мм и диаметром 60 мм. Рассчитаем тепловой поток от одной батареи по формуле (4.10):

Q_бат=4(л+к_гор)(Т_n-Т_в)nД_горL_гор+30(л+к_вер)(Т_n-Т_в)nД_верL_вер (4.10)

Q_бат=3,14(1+6,46)(60-22)26,080,93+30(1+7,98)0,060,54=620 Вт

От четырех батарей, соответственно:

Q_{бат, 4} = 4620 = 2480 Вт

Определим по формуле (4.11) суммарное количество поступающей теплоты:

Q_сум = Q_{бат, 4} + Q_обор + Q_чел + Q_ос (4.11)

Q_сум = 2480 + 580 + 625 + 768 = 4453 Вт

Примем потери через стены и окна здания по для холодного и теплого времен года. Для холодного времени года: Т_нар=-12 С [10], Q_пот.=727 Вт. Для теплого времени года: Т_нар=30⁰ С, Q_пот.=182 (Вт).

Для холодного периода избыток тепла:

Q_изб.т = 4453-727 = 3726 Вт

Для теплого периода избыток тепла:

Q_изб.т = 4453+182 = 4635 Вт

Определим необходимый воздухообмен для теплого и холодного периодов года по формуле (4.12), [10]:

L = 3,6Q_изб.т/СР(Т_вн-Т_нар) (4.12)

где С - удельная теплоемкость воздуха, при постоянном давлении она равна 1 кДж/кг с; Р - плотность воздуха 1,2 кг/м³.

Для теплого периода необходим воздухообмен:

L_т = 3,64635/12000(27-22) = 27 м³/час

Для холодного периода года необходим воздухообмен:

L_х = 3,63726/12000(22-12) = 112 м³/час

Норма воздухообмена для помещения определяется СниП II-68-75 составляет 30 мкуб/час на одно место, и соответственно, для двух рабочих мест и двух стоек оборудования, составит:

L_норм = 304 = 120 м³/час

Требования, предъявляемые к воздухообмену в помещении СниП II-68-75, более жесткие, чем требования, предъявляемые, для обеспечения отвода явного тепла, как для холодного, так и для теплого периодов года:

L_норм = 870L_т = 27 м³/час

L_норм = 870L_х = 112 м³/час

Для обеспечения требуемых норм воздухообмена применяем оконный кондиционер LWH0560AC , который рассчитан на вентиляцию и кондиционирование 25 м² ,их необходимо 4 шт.

Кондиционер LWH0560AC обеспечивает:

охлаждение воздуха;

автоматическое поддержание заданной температуры;

очистка воздуха от пыли;

вентиляция;

уменьшение влажности воздуха;

изменение скорости движения направления воздушного потока;

воздухообмен с окружающей средой.

Количество кондиционеров в расчете на вентиляцию можно рассчитать по формуле (4.13):

n = L_норм /L_q (4.13)

где L_q - производительность кондиционера.

Для LWH0560AC , из условия обеспечения вентиляции:

n = 870/320 = 4 шт

В результате проделанного расчета, мы убедились, что требования, предъявляемые СНиП II_68-75, обеспечивают все нормируемые параметры микроклимата в помещении для оборудования телекоммуникации.

Параметры кондиционера LWH0560ACG:

- потребляемая мощность - 1000 Вт;

- обслуживание площади - 25м²;

- производительность по холоду - 1740 (1500)Вт/час (Ккал/час);

- производительность по воздуху при высокой частоте вращения вентилятора - 400м³/час;

- производительность по воздуху при низкой частоте вращения вентилятора, - 320м³/час.

4.4 Проверочный расчет защитного заземления

Тип заземления в здании - контурный, при котором заземлители располагаются по контуру вокруг здания. Здание имеет следующие размеры: A=60 м, B=15 м (рисунок 4.2).



Рисунок 4.2 - План здания: 1 - помещение узла; 2 - дверь; 3 - окно

Контур состоит из вертикальных электродов - стальных труб длиной l_в = 3 м, диаметром d = 50 мм, соединенных горизонтальной полосой длиной равной периметру контура:

L₂ = P_к = (А+В+2)·2 (4.14)

Подставляя значения в формулу (4.14) находим:

L₂ = P_к = (60+15+2)·2 = 154 м

В качестве горизонтального электрода применим стальную полосу сечением 404 мм. Глубина заложения электродов в землю t₀ = 0,5м. Удельное сопротивление грунта P = 80 Ом·м. В качестве естественного заземлителя применяются железобетонная арматура сопротивлением R_C = 20 Ом.

Ток замыкания на землю I_З = 70 А.

Расчет производим по методу коэффициента использования.

Требуемое сопротивление растеканию заземлителя ПУЭ, [6]:

R_З = 125 / I_З (4.15)

R_З = 125 /70 = 1,78 Ом

Требуемое сопротивление не естественного заземлителя:

R_ТР = (R_Е · R_З)/(R_Е - R_З) (4.16)

R_ТР = (20 · 1,78)/(20 - 1,78) = 1,95 Ом

Число вертикальных электродов:

n_в = Р_к / а (4.17)

где а - расстояние между вертикальными заземлителями, применяется по условию а/ l_в = 1;2;3, в данном случае принимаем а=3 м.

Подставляя значения в формулу (4.17), получим:

n_в=154/3 =52 шт

Определим расчетное удельное сопротивление грунта для вертикальных и горизонтальных электродов:

P_расч.в = k_C·P (4.18)

где k_C - коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и высыхание грунта и зависящий от климатической зоны для Казахстана - k_C=1,4; k_C' = 2,5 [8].

Подставляя значения в формулу (5.18) получим:

P_расч.в. = 1,4·80 = 112 Ом·м

P_расч.г. = 2,5·80 = 200 Ом·м

Расчетное сопротивление растеканию электродов - вертикального R_в:

(4.19)

горизонтального электрода R_г:

 (4.20)

Определим по таблице 3.2 и 3.3 [6] коэффициенты использования вертикального и горизонтального электродов: ?_в=0,4; ?_г =0,21.

Найдем сопротивление растеканию принятого группового заземлителя:

R_гр =(R_в ·R_г)/( R_в·?_г+ R_г·n_в· ?_в) (4.21)

R_гр =(30,7 ·3,1)/(30,7·0,21+ 3,1·50·0,4) = 1,39 Ом

Расхождение между требуемым и расчетным сопротивлением заземлителя равно:

ДR = R_тр- R_гр (4.22)

ДR= 1,95-1,39 = 0,56 Ом

Уменьшим число заземлителей, принимая расстояние между ними а = 6 м, тогда n_в = Р_к/а = 154/6 = 26 шт.

R_гр = (30,7·3,1) / (30,7·0,31+3,1·0,61·25) = 1,7 Ом

На рисунке 4.3 изображена схема расположения заземлителей. Расстояние между заземлителями а = 6 м, количество заземлителей n_в = 26 шт. В качестве заземляющих проводников принимаем полосовую сталь сечением 48 мм².



Рисунок 4.3 - Схема расположения заземляющего контура: 1 - заземлитель; 2 - магистраль заземления

4.5 Охрана окружающей среды

Самый главный экологический принцип, это здоровье общества, оно занимает первостепенное место во всем мире, что немаловажное значение имеет и в Республике Казахстан, а так же отражается в его основных законах. В 1997 году президентом РК Назарбаевым Н. А. был издан закон об «Охране окружающей среды». Принципами данного закона явились:

- Первостепенная значимость охрана здоровья населения от воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды.

- Соблюдение требований природно-охранного законодательства и экологических стандартов.

- Предотвращение загрязнения поверхностных и грунтовых вод.

- Поддержание плодородия почв и устойчивое ведение хозяйства.

Комфортные и безопасные условия труда - один из основных факторов влияющих на производительность людей работающих с компьютерной техникой (все современные системы телекоммуникации управляются с помощью программ, т. е. с использованием компьютерных технологии).

Автоматизация труда с использованием компьютерных технологии требуют от людей постоянного повышения своей деловой квалификации, более глубоких знаний высоких технологии. Широкое распространение микроэлектроники, компьютеров, мощных средств автоматизированной обработки, высоко эффективных устройств ее хранения и поиска, современных средств связи и сетей электронно-вычислительных машин ставит перед специалистами работающих с ними вопрос о вредных воздействиях целой группы опасных факторов влияющих на окружающую среду, что существенно снижает производительность их труда и не безвредно для организма.