Разработка интеллектуальной системы мониторинга компании GN Nettest для сетей ОКС7, GSM и IN

- Boolean -- логический тип, отображается в виде зеленых терминалов.

Логический тип может принимать только два значения: 0 (FALSE) или 1

(TRUE).

- String -- строковый тип, отображается в виде розовых терминалов.

Строковый тип данных содержит текст в ASCII формате.

^- Path -- путь к файлу, отображается в виде терминалов. Путь к файлу

близок строковому типу, однако, LabVlEW форматирует его, используя стандартный синтаксис для используемой платформы.

- Array -- массивы включают типы данных составляющих элементов и принимают соответствующий им цвет.

- Dynamic -- динамический тип, отображается в виде темно-синих терминалов. Кроме данных сигнала, динамический тип содержит дополнительную информацию, например, название сигнала или дату и время его получения.

Наконец, рамка со скругленными углами, ограничивающая группу соединенных между собой терминалов и функциональных узлов, - это функциональный узел особого вида, управляющая структура.

Источники и приемники данных:

При соединении элементов LabVIEW друг с другом в каналах связи действуют принципы аналогичные принципам теоретических основ электротехники:

1) К каналу связи может быть подключен только один источник данных.

2) К одному источнику данных может быть подключено неограниченное число приемников данных.

3) Соединение только одних приемников - абсурдно и поэтому программой LabVIEW признается ошибочным.

Вывод объекта, по которому объект передает данные внешним элементам, принято называть выходом объекта. Вывод объекта, по которому объект принимает данные от внешних элементов, принято называть входом объекта.

Программа Labview может прокладывать трассу провода только прямолинейными участками, расположенными только горизонтально или вертикально. Поэтому трасса провода между двумя соседними точками, в общем случае, образуется двумя участками: горизонтальной и вертикальной проекциями отрезка воображаемой прямой линии, соединяющего соседние точки. Соединяющая трасса имеет вид пунктирной линии. При правильной соединении пунктирная линия трассы превращается в сплошную линию провода и окрашивается, при неправильном - остается пунктирной и требует устранения ошибки, точнее согласования подключаемых элементов. Подключение устройств

Среда LabVIEW включает в себя набор подпрограмм ВП, позволяющих конфигурировать, собирать и посылать данные на DAQ-устройства. Часто DAQ-устройства могут выполнять разнообразные функции: аналого-цифровое преобразование (А/D), цифро-аналоговое преобразование (D/A), цифровой ввод/вывод (I/O) и управление счетчиком/таймером. Каждое устройство имеет свой набор возможностей и скорость обработки данных. Кроме этого, DAQ-устройства разрабатываются с учетом аппаратной специфики платформ и операционных систем.

Компоненты DAQ-системы

На иллюстрации продемонстрированы два варианта компоновки DAQ-системы. В варианте «А» DAQ-устройство встроено в компьютер, а в варианте «В» DAQ-устройство является внешним. С внешним устройством можно построить DAQ-систему на базе компьютера без доступных слотов расширения, например, с использованием портативных компьютеров. Компьютер и DAQ-модуль связываются между собой через аппаратные интерфейсы, такие как параллельный порт, последовательный порт и сетевые карты (Ethernet). Практически эта система является примером удаленного управления DAQ-устройством.

Рис. 3.3 Схема подключения DAQ-устройства

Табл.

1. Датчики	5. Программное обеспечение
2. Модуль согласования сигналов	6. Связь с параллельным портом
3. Согласованные сигналы	7. Внешний DAQ-модуль
4. Встроенное DAQ-устроНство

Основной задачей, решаемой DAQ-системами, является задача измерения или генерации физических сигналов в реальном времени. Перед тем как компьютерная система измерит физический сигнал» датчик или усилитель должен преобразовать физический сигнал в электрический, например, ток или напряжение. Встроенное DAQ-устройство часто рассматривается как полная DAQ-система, хотя практически это только один из компонент системы. В отличие от самостоятельных устройств измерения, не всегда возможно соединение напрямую источника сигналов со встроенным DAQ-устройством. В этих случаях необходимо использовать дополнительные модули согласования сигналов перед тем как DAQ -устройство преобразует их в цифровой формат. Программные средства DAQ-систем включают в себя: сбор данных, анализ данных и представление результатов.

DAQ-устройства производства компании NI поставляются в комплекте с драйверами NI-DAQ. NI-DAQ взаимодействует и управляет измерительными устройствами National Instruments, включая такие DAQ-устройства как многофункциональные устройства ввода-вывода сигналов (MIO) серии Е, SCXI модули согласования сигналов и модули переключения сигналов. NI-DAQ являемся расширенной библиотекой функций, которые можно вызвать из среды создания приложений, например. Lab VIEW, для программирования всех возможностей измерительного устройства NI.

Надо очень четко представлять себе, что ВП - это только модель тех элементов реального прибора или установки, которые гораздо проще и дешевле реализовать в виде программы. Но для того, чтобы ВП можно было использовать как реальный заменитель конкретного осциллографа или распределительного щита, необходимо осуществить связь между объектом физического мира (например, управляемой технологической установкой, ) и программой ВП. Эта связь традиционно осуществляется при помощи специализированных технических средств, - датчиков, аналогово-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, интерфейсов передачи данных и пр., - образующих в совокупности комплекс устройств связи с объектом (УСО). Соответственно, ВП должен иметь выход на программу (драйвер) обслуживания внешнего устройства, являющегося частью УСО (например, на драйвер "измерительной платы", драйвер контроллера КАМАК и т.п). Обычно в роли такого "связующего звена" выступает функциональный узел блок-схемы ВП или субВП, не декомпозируемый на более мелкие структурные составляющие. Часто он представляет собой фрагмент программного кода, разработанный не средствами LabVIEW, а при помощи языка Ассемблера или Си.

UDP соединения двух машин, в среде LabView

Параграф рассказывает о методике соединения и передачи данных между двумя и более компьютерами в сети на основе TCP/IP, по средством LabVeiw. Предполагается что пользователь знаком с основами передачи данных по сети, в частности протоколом UDP, являющимся основным транспортным протоколом для рассмотренного сетевого соединения.

Для справки:

UDP - протокол пользовательских датаграмм. Относится к транспортному уровню напрямую взаимодействуя с приложением. Этот протокол не предусматривает процесс создания виртуального канала между двумя машинами. Данные передаваемые от одной машины к другой не гарантированно придут в первоначальном виде. За целостность передаваемых данных отвечает программа (клиент-сервер).

Работа в LabView, ярлычки:

Процесс открытия UDP соединения в пакете LabView (LV) не зависимо от того, будет эта программа являться клиентом или сервером, осуществляется ярлычком (рис. 8 ):

Рисунок 3.4. Ярлык для открытия соединения.

Port - открываемый локальный порт системы (более 1024)

Connection ID - идентификатор соединения

Error in - ошибки соединения на входе

Error out - ошибки соединения на выходе

Процесс закрытия UDP соединения, осуществляется ярлычком:

Рисунок 3.5 Ярлык для закрытия соединения.

Connection ID - идентификатор соединения

Connection ID out - идентификатор соединения на выходе

Error in - ошибки соединения на входе

Error out - ошибки соединения на выходе

Основная идея в образовании соединения заключается в том, что бы при его открытие ID был завязан как минимум с тремя ярлычками (открытие, закрытие и чтение/запись данных ).

В одно соединение можно писать несколько данных , которые должны быть преобразованы в строковые. В свою очередь на другой машине, которая будет принимать их, следует в той же последовательности и в том же количестве считывать эти данные, расскриптовывая по тому же алгоритму, какой использовался при передаче.

Запись данных:

Рис. 3.6. Ярлык для записи данных.

Connection ID- идентификатор соединения

Connection ID out- идентификатор соединения на выходе

Error in- ошибки соединения на входе

Error out- ошибки соединения на выходе

Data in- записываемые строковые данные

Adress- IP адрес компьютера, на который хотите послать данные

Port- порт удаленного компьютера, куда хотите послать данные

При записи данных следует указывать порт удаленной машины, куда вы хотите записать данные, соответственно приемник должен открыть этот порт на прослушивание, в противном случае сеанса не состоится. Так же, следует указать IP адрес получателя, это делается при помощи ярлычка изображенного на рис.3.10

Рис. 3.7 Ярлык для преобразования IP адреса в числовой формат.

Подключив к нему строковый управляемый индикатор, вы можете записать как IP адреса хостов так и групповые и широковещательные адреса.

Пример разных типов IP адресов: host 192.168.0.1(одного компьютера); broadcast 192.168.0.255 (всего сегмента); groupcast 224.224.0.8 (группы компьютеров).

Чтение данных:

Рисунок 3.8 Ярлык для чтения данных.

Connection ID - идентификатор соединения

Connection ID out- идентификатор соединения на выходе

Error in - ошибки соединения на входе

Error out - ошибки соединения на выходе

Data out - читаемые строковые данные

Adress - IP адрес компьютера, на который посылает датаграмму

Port - порт компьютера, который посылает датаграмму

Max size - максимальный размер принимаемой датаграммы

Time out - время по истечение которого выдается ошибка.

При приеме данных следует установить timeout который проверяет успели ли данные прочитаться в течение установленного времени. Если данные не смогли прочитаться в данный интервал времени, то генерируется ошибка на error out. В связи с этим, при передачи больших объемов информации, следует указать большее значение timout. На мой взгляд для простенькой программы, это значение можно прировнять к 0.5 секундам.

Максимальный размер получаемого пакета по умолчанию установлен в 548 байт. Это значение лучше оставить без изменений, особенно если пакеты будут проходить через маршрутизаторы.



Рисунок 3.9 Передатчик строковых и численных данных.

Рис. 3.10 Схема программы передающей данные в сеть.



Рис 3.11. Передняя панель программы принимающей данные из сети.

Рисунок 3.12 Схема программы принимающей данные из сети.

Пояснение к вышеприведенным схемам:

1. Передатчик.

Схема начинается с открытия UDP соединения, открывая локальный порт > 1024. Далее от первого ярлычкам идет обязательное соединение (с лева на право) по всем остальным, это идентификатор соединения и стандартный поток ошибок. Доходя до ярлычка записи данных в UDP соединение, требуется на нем ввести обязательные параметры, такие как IP адрес и UDP порт удаленной машины. Без этого передача данных не состоится. Т.к. любое соединение предполагает передачу строковых данных, мы передаем нашу строку не изменяя ее. Далее по схеме идет передача числовых данных. Для осуществления этой передачи, следует конвертировать численные данные в строковые, для этого и происходит конвертация в 16-ти- ричный формат. И закрывается UDP соединение последним ярлычком. Поместив все это в цикл, мы можем в любой момент остановить процесс передачи данных удаленной машине.

При процессе чтения данных из UDP соединения, мы указываем порт откуда происходит процесс чтения данных. По сути схема приемника сильно перекликается со схемой передатчика, с той лишь разницей что, где был процесс записи, мы ставим ярлычок чтения. И указываем timeout.

При работе в локальных сетях, в несильно загруженных линиях передачи, UDP соединение двух машин по средством LV можно считать приемлемым. Один из больших плюсов является возможность получать данные, передаваемые одновременно сразу с нескольких машин. Но при всех его удобности в плане простоты реализации остается не решенным вопрос о надежности доставки и времени доставки данных.

3.2 Применение LabView для тестирования сигнализации сети абонентского доступа

На основе технологии виртуальных приборов разрабатываются электронные учебные материалы, научно-методические рекомендации по их использованию в общеобразовательных, профессиональных, средних специальных и высших учебных заведениях, в системе непрерывного и дополнительного образования. Одним из важнейших компонентов разрабатываемых информационных ресурсов являются комплексы лабораторных практикумов по различным дисциплинам, обеспечивающие удаленный доступ и позволяющие проводить лабораторные и практические работы, как с индивидуальных рабочих мест учащихся, так и в локальной или глобальной сети.

На кафедре сосредоточены современные технологические и информационные ресурсы:

интегрированная высокоскоростная, многоуровневая, много сегментная компьютерная сеть с обеспечением корпоративной сетевой связанности на основе коммутируемых виртуальных Ethernet - сетей;

многоуровневая, много сегментная сетевая инфраструктура, объединяющая компьютерные классов на базе ЛВС, , обеспечивающая выход в другие, в том числе глобальные, сети;

системное и прикладное программное обеспечение, включая лицензионные пакеты прикладных программ LabView 7.0, Measurement Studio, TestStand, LabView Toolsets, LabView DSC, LabView RT, MathCad 6.0, Xilinx Fondation Base 4.1.



Рис. 3.13 Схема виртуальной лаборатории

На их основе разработана виртуальная лаборатория, включающая:

- компьютерный класс;

- лабораторные стенды с контрольно-измерительной и управляющей аппаратурой, подключенной к компьютерам, выполняющим задачи серверов удаленного доступа;

- сервер-шлюз, обеспечивающий доступ к глобальной компьютерной сети Internet.

В качестве базового инструмента для разработки информационных ресурсов на основе виртуальных приборов используется среда графического программирования LabVIEW компании National Instruments. Инструментальная среда LabVIEW предназначена для проектирования систем сбора и обработки данных практически любой степени сложности. В нее встроены хорошо развитые средства организации дистанционного доступа к элементам контроля и управления разрабатываемого виртуального прибора. Важно отметить, что лицензионный программный продукт необходим только разработчику программ. Для пользователей достаточно иметь возможность работы на компьютере с типовой операционной системой, например, Windows 95/98/NT/2000, имеющем выход в локальную или глобальную компьютерную сеть. Это способствует массовому использованию информационных ресурсов на основе технологии виртуальных приборов.

Для тестирования сигнализации в сетях абонентского доступа используется цифровой анализатор Anritsu MD1230A.

Рис. 3.14 Цифровой анализатор Anritsu MD1230A

С развитием передачи по сетям IP голоса, видео и данных, тема контроля уровня сервиса и качества работы сети становится особенно актуальной. Для тестирования этих параметров и предназначен MP1230A. Прибор осуществляет тестирование и мониторинг сетей IP. Обладает возможностями по тестированию MPLS и QoS, декодированию и эмуляции протоколов, в том числе IPv6, BGP4 и других. В приборе можно тестировать различные интерфейсы со скоростями передачи от 10 Мбит/с до 10Гбит/с. Любая комбинация из пяти интерфейсных модулей может использоваться в MP1230A. Более того, до 8 анализаторов MP1230A могут быть объединены в цепочку с одним прибором, действующим, как контроллер для остальных. В этом случае количество одновременно тестируемых портов может возрасти до 320 (10/100BASE-TX).

Анализатор имеет мощную систему фильтров и триггеров, которые могут устанавливаться независимо для каждого порта.

Прибор поддерживает тестирование согласно RFC2544, тестирование параметров QoS, монитора VPN QoS, тестирование работы BGP4. Мониторинг заголовков и APS для SDH. Анализатор имеет богатый набор функций по автоматическому тестированию с использованием команд GPIB.

Таб. 3.1 Основные особенности Anritsu MD1230A.

Декодирование и эмуляция протоколов. Интерфейсы от 10 Мбит/с до 10Гбит/с. Расширяемость до 320 портов (100BASE-TX). Мощная и гибкая система фильтров и триггеров Тестирование MPLS и QoS. Тестирование согласно RFC2544. Тестирование параметров VPN QoS Тестирование BGP4 Оценка задержки доставки пакета с помощью GPS. Анализ параметров POS. Мониторинг заголовков и APS для SDH. Автоматическое тестирование.

Таб. 3.2 Технические характеристики.

Общие характеристики Интерфейсы RS-232C, GPIB, Ethernet, USB, PS/2, GPS antenna Синхронизация На 10 результатов измерений и на 10 конфигураций. Структура кадров В соответствии с RFC2544 Тестовые последовательности 64кбит/с +8кГц +50ppm, 2.048Мгц+50ppm, 1.544МГц+50ppm. Внесение ошибок 320х177х350мм Внесение сигналов тревоги 15кг. Модули Ethernet MU120101A MU120102A Порты 10/100BaseTX, 8 портов RJ45Дуплексный/полудуплексный 1000BaseSX/LX/LH/ZX 2 порта SCДуплексный Индикаторы Link, Tx/collision, Rx/error Link, Tx, Rx/error Установки пакета MAC адрес: постоянный, увеличивающийся, уменьшающийся, случайныйТаг VLAN: постоянный, увеличивающийся, уменьшающийся, случайныйМетка MPLS: до 10, постоянные установкиПротоколы: IPv4, IPv6, TCP, UDP, IGMP, ICMPv4, RIP, DHCP, IPX, ARPРедактирование данных пакета Длина пакета От 18 до 10000 байт От 48 до 65536 байт Команды для управления потоками данных Ошибки: FAS, B1, B2, B3, BIP-2, MS-REI, HP-REI, LP-REI Настройки для потоков данных Время между передачей пакетов:10BaseTX: от 8000нс до 170с (шаг 800нс)100BaseTX: от 800нс до 170с (шаг 80нс)Время между передачей очереди/потока:10BaseTX: от 8000нс до 170с (шаг 800нс)100BaseTX: от 800нс до 170с (шаг 80нс) Время между передачей пакетов:64нс до 120с (шаг 16нс)Время между передачей очереди/потока пакетов: 64нс до 120с (шаг 16нс) Количество потоков 256 на один порт Внесение ошибок Коллизия, ошибка FCS, ошибка dribble bit, ошибки размеров пакета, ошибки фрагментации, контрольной суммы заголовка IP и TCP/UDP заголовков Ошибка FCS, ошибки размеров пакета, ошибки фрагментации, контрольной суммы заголовка IP и TCP/UDP заголовков. Время задержки Минимальное, максимальное, среднее Измерения QoS 8 уровней посчета фреймов: таг VLAN приоритета (IEE802.1D), последние три бита поля DSCP (RFC2474) Буфер захвата 8Мбайт/порт 32Мбайт/порт Фильтры захвата Для каждого порта свои фильтры для MAC-адреса назначения, MAC-адреса источника, состояний ошибок, наличия 32-битной последовательности Триггеры захвата Для каждого порта свои триггеры для MAC-адреса назначения, MAC-адреса источника, состояний ошибок, наличия 32-битной последовательности, превышения порогового трафика, превышения пороговой задержки. А так же внешний вход триггера. Декодирование протоколов Ethernet, MPLS, VLAN, ARP, IPX, IPv4, IPv6, ICMP, TCP, UDP, IGMP, RIP, BGP4, DHCP Эмуляция протоколов ARP, RING, IGMP, BGP4

Из за того, что реальное оборудование для тестирования сетей довольно дорого, была рассмотрена возможность создания программной эмуляции приборов с помощью программного комплекса LabVIEW. Пакет LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) представляет собой универсальную систему (инструмент) программирования с расширенными библиотеками программ, ориентированную на решение задач управления инструментальными средствами измерения и задач сбора, обработки и представления экспериментальных данных.

Для полного проведения тестирования сигнализации в сетях абонентского доступа необходимо оборудование, которое поставляется как NI, так и сторонними производителями. Реальные приборы имеют свойство изнашиваться и выходить из строя. Программные модели приборов не имеют подобных недостатков. Данные виртуальные приборы возможно использовать для наглядной демонстрации процессов внутри сети, а также позволяют с наименьшими затратами времени и материальных средств вносить любые коррективы в свою структуру.

4. Технико-экономическая эффективность проекта

4.1 Определение трудоемкости выполненных работ

В процессе проектирования информационной системы проектировщик может разработать несколько вариантов технологических процессов, среди которых ему необходимо выбрать наилучший.

Основные требования, предъявляемые к выбираемому технологическому процессу:

– обеспечение пользователя своевременной и достоверной информацией;

– обеспечение высокой степени достоверности получаемой информации;

– обеспечение минимальности трудовых и стоимостных затрат, связанных с обработкой данных.

Трудоемкость разработки программного обеспечения в чел.-часах определяется по формуле:

(4.1)

где - затраты труда на описание задачи;

- затраты на исследование предметной области;

- затраты на разработку блок схемы;

- затраты на программирование;

- затраты на отладку программы;

- затраты на подготовку документации.

Определение затрат труда на описание задачи затруднено, так как этот труд связан с творческим характером работы. Допустим, что = 150 чел.-часов и то, что работу выполняет инженер-программист с окладом 20000 руб. в месяц и коэффициентом квалификации (определяется в зависимости от стажа работы и составляет: для работающих до 2-х лет - 0,8; от 2-х до 3-х - 1,0; от 3-х до 5 - 1,1...1,2; от 5 до 7 - 1,3...1,4; свыше семи лет - 1,5...1,6) .

Затраты труда на исследование предметной области с учетом уточнения описания и квалификации программистов определяются по формуле (5.2).

(4.2)

где D - общее число операторов, ед; - коэффициент увеличения затрат труда, вследствие недостаточного описания задачи (= 1,2...1,5); - количество операторов, приходящееся на 1 чел.-час (для данного вида работ = 75...85 ед./чел.-ч).

Большинство составляющих трудоемкости определяются через общее число операторов D

(4.3)

где - число операторов, ед.; c - коэффициент сложности задачи, (с = 1,25 ... 2); p - коэффициент коррекции программы, учитывающий новизну проекта (для совершенно новой программы p = 0,1).

При разработке подсистемы автоматизации в соответствии с формулой (5.3), примем следующее условное число операторов программы:

ед.

Коэффициент () увеличения затрат труда, вследствие недостаточного описания задачи равен 1,4.

Примем количество операторов, приходящееся на 1 чел.-час равным 80.

В соответствии с формулой (4.3) затраты труда программистов на исследование предметной области чел.-часов.

Затраты труда программистов на разработку алгоритма решения задачи рассчитывается по формуле

(4.4)

Принимем = 25 ед./чел.-часов, тогда чел.-часов.

Затраты труда программистов на составление программы на ЭВМ по готовой блок-схеме находят по формуле:

(4.5)

Учитывая, что = 20 ед./чел.-часов, получим чел.-часов.

Затраты труда на отладку программы на компьютере

(4.6)

Подставив в данную формулу значения: = 7 ед./чел.-часов, получаем, чел.-часа.

Подготовка документации включает в себя подготовку материалов в рукописи и последующие редактирование, печать и оформление документов.

Затраты труда программистов на подготовку материалов вычислим по формуле:

 (4.7)

Подставив в формулу (4.7) значения = 12 ед./чел.-часов и = 1,0, получим, чел.-часов.

Затраты труда программистов на редактирование, печать и оформление документов рассчитываются по формуле:

(4.8)

Получим величину затрат труда на редактирование, печать и оформление документов равную чел.-часов.

Окончательно подставив в формулу (5.1) все найденные значения, получим полные трудозатраты инженера-программиста .

Полученное значение необходимо скорректировать с учетом уровня языка программирования

(4.9)

где - коэффициент уровня языка программирования (в нашем случае ).

Учитывая последнюю формулу получим значение общей трудоемкости разработки программного обеспечения равное 1099,5 чел.-часа.

4.2 Суммарные затраты на разработку

Суммарные затраты на разработку проекта состоят из единовременных расходов на всех этапах инновационного процесса: исследование, разработка, внедрение, эксплуатация. Определение этих затрат производится путем составления калькуляции плановой себестоимости.

Плановая себестоимость включает все затраты, связанные с ее выполнением, независимо от источника их финансирования. Себестоимость единицы продукции состоит из следующих статей затрат:

- основная заработная плата;

- дополнительная заработная плата;

- отчисления на социальные нужды;

- затраты на электроэнергию;

- затраты на амортизацию и ремонт вычислительной техники;

- расходы на материалы и запасные части;

- накладные расходы.

Основная заработная плата включает заработную плату менеджера и инженера-программиста. Для ее расчета применяется следующая формула:

(4.10)

где - дневная тарифная ставка, T - время работы.

Для расчета основной заработной платы определим продолжительность работы исполнителей заказа на данную подсистему, поместив полученные данные в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Продолжительность работы исполнителей заказа

Наименование работ	Исполнитель	Продолжительность работ (дней)
Постановка задачи	Менеджер	5
Подготовительный этап	Менеджер	5
Разработка алгоритма и структуры подсистемы	Программист	30
Разработка требований к интерфейсу приложения	Менеджер	20
Написание программы	Программист	40
Отладка программы	Программист	20
Оформление документации	Программист	10
Тестирование программы	Менеджер	20
ИТОГО	Менеджер	50
	Программист	100

Из таблицы 4.1, видно, что наиболее продолжительную работу по разработке подсистемы автоматизации выполняет программист. Основными этапами разработки являются разработка алгоритма и структуры, отладка программы, а так же оформление документации. Исходя из этого, рассчитаем основную заработную плату разработчиков.

Принимаем дневную тарифную ставку программиста рубля.

По формуле 4.10, найдем величину основной заработной платы программиста:

рубля.

Принимаем дневную тарифную ставку менеджера рубля.

Продолжительность работы над проектом менеджера составляет 50 рабочих дней, тогда его основная заработная плата за работу над проектом составит:

рублей.

Учитывая рассчитанные значения, рассчитаем основной фонд заработной () платы, воспользовавшись формулой:

 рублей (4.11)

Дополнительная заработная плата () в виде различных премий составляет 50 % от . Тогда рублей.

К отчислениям на социальные нужды относятся страховые отчисления в размере 34 % от основной и дополнительной заработной платы.

(4.12)

Для расчета суммы основной и дополнительной заработных плат воспользуемся формулой:

136350 рублей (4.13)

Используя формулу (5.13), найдем отчисления на социальный налог:

рублей

Затраты на оплату электроэнергии можно рассчитаем по формуле:

(4.14)

где - мощность ЭВМ, кВт; t - время работы вычислительного комплекса;

С - стоимость 1 кВт-ч электроэнергии, руб.

Затраты на оплату электроэнергии составят рублей.

Эксплуатационные затраты на использовании ЭВМ в процессе программирования рассчитываются согласно амортизационным отчислениям при учете основных средств:

 (4.15)

где - первоначальная стоимость персонального компьютера;

А - амортизационные отчисления в % (обычно принимают 20 %);

m - количество месяцев использования.

Работа ЭВМ составляет 150 дней, что приблизительно составляет 5 месяца. За этот период амортизационные отчисления при первоначальной стоимости персонального компьютера 32000 руб. составят:

рублей.

Кроме амортизационных отчислений в эксплуатационные затраты входят затраты на оплату электроэнергии и следовательно, сумма эксплуатационных затрат составила: 3026 рублей.

Расходы на материалы и запасные части включают стоимость всех видов сырья и материалов, расходуемых на разработку подсистемы (см. таблицу 4.2).

Таблица 4.2 - Расчет сырья и материалов

Наименование	Единица измерения	Количество	Цена за единицу, руб.	Стоимость, руб.
Диски	шт.	20	15	300,00
DVD-RW диск	шт.	15	25	375,00
Бумага	Пачка (500 листов)	5	150	750,00
Услуги доступа в Интернет (безлимитный доступ)	месяц	5	1000	5000,00
Картридж для принтера HP Laser Jet 1010	шт.	4	150	600,00
Итого				6650

Таким образом, общая сумма сырья и материалов, потребленных в процессе разработки, составила 6650 рублей.

Здесь же необходимо рассчитать и накладные расходы, которые включают в себя затраты на обслуживание управления и производства. При исчислении себестоимости продукции они должны прибавляться к основным расходам. Накладные расходы составляют 20% от прямых затрат, и рассчитываются по формуле:

(4.16)

В прямые затраты входят затраты, рассчитанные ранее, и составляют в нашем случае: = 135616 рублей.

Воспользовавшись формулой (4.16), рассчитаем сумму накладных расходов:

рубля. (4.17)

Составим смету затрат на разработку подсистемы (таблица 5.3).

Таблица 4.3 - Смета затрат на разработку подсистемы

Статьи	Сумма руб
1 Сырье и материальные ресурсы	6650,00
2 Основная заработная плата	90900,00
3 Дополнительная заработная плата	45500,00
4 Затраты при использовании ПК	3026,00
5 Отчисления на социальные нужды	46359,00
6 Накладные расходы	38487,00
ИТОГО	230922,00

Анализ таблицы позволяет сделать вывод, что основными затратами на создание подсистемы автоматизации являются затраты на заработную плату разработчиков, относительно незначительные затраты составляют затраты на использование ПК, сырье и материальные ресурсы.

4.3 Технико-экономический эффект от разработки подсистемы документооборота

Технико-экономический эффект от разработки подсистемы автоматизации документооборота может быть оценен таким параметром, как коэффициент оперативности управления (принятия решений). Коэффициент оперативности К определяется по формуле:

, (4.18)

где - время принятия решения при традиционном подходе; - время принятия решения при использованием подсистемы автоматизации. Все данные для расчета технико-экономического эффекта представлены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Данные для расчета технико-экономической эффективности разработки

Наименование работы	Время обработки
	ручной метод	с применением подсистемы автоматизации
Среднее время обработки данных	40 мин	5 мин.
Проверка корректности полученных данных	20 мин	5 мин
Среднее время анализа	30 мин	5 мин
Среднее время принятия докладов	30 мин	5 мин
Время необходимое для подготовки и предоставления отчета	30 мин	10 мин
Итого	150 минут	30 минут.

Используя формулу 4.17, получим коэффициент оперативности управления

К = 5.

На основе приведенных вычислений можно сделать вывод, что внедрение подсистемы автоматизации приводит к пятикратному повышению оперативности работы по принятию решения.

4.4 Оценка экономической эффективности внедрения программного продукта

Показатель экономической эффективности определяет все положительные результаты, достигаемые при использовании программного продукта. Прибыль от использования продукта за год определяется по формуле:

, (4.19)

где Э - приток денежных средств при использовании программного продукта, руб.

З - стоимостная оценка затрат при использовании программного продукта, руб.

Приток денежных средств в процессе использования программного продукта в течение года может составить:

, (4.20)

где: З_ручн. - затраты на ручную обработку информации в руб.;

З_авт. - затраты на автоматизированную обработку информации, руб.;

Э_доп. - дополнительный экономический эффект, связанный с уменьшением числа используемых бланков, высвобождением рабочего времени и т.д., руб.

, (4.21)

где: t_p - время, затрачиваемое на обработку информации вручную, ч;

ц_ч - цена одного часа работы оператора, руб.;

k_d - 1…2 - коэффициент, учитывающий дополнительные затраты времени на логические операции.

(4.22)

где: t_a - затраты времени на автоматизированную обработку информации, ч.

Основные экономические показатели проекта:

- чистый дисконтированный доход (ЧДД) от использования программного продукта;

- срок окупаемости (Т_ок) проекта.

Чистый дисконтированный доход от использования программного продукта определяют по формуле:

, (4.23)

где: п - расчетный период, год;

П_k - прибыль от использования программного продукта за k-й год его эксплуатации, руб.;

Е - норма дисконта;

К - капиталовложения при внедрении программного продукта.

Срок окупаемости проекта определяется по следующей формуле:

(4.24)

Где: N - максимальное количество лет, прошедших с начала эксплуатации программного продукта, в течение которых, величина дохода от его использования не превысила величины капиталовложения при внедрении программного продукта;

Эj - величины приведенных (дисконтированных) годовых эффектов за j год, прошедший с начала эксплуатации программного продукта, вычисленные по формуле (4.23) при подстановке нормы дисконта Е = 20%.

Исходя из вышеприведенных расчетов, можно оценить эффективность внедрения программного продукта.

Данный продукт используется 8 работниками. Оклад специалиста - 15000 руб., премиальный фонд - 20% от оклада. Часовая тарифная ставка составит:

Годовые затраты 8 работников при ручной обработке информации (затраты на ручную обработку информации составляют 25 ч в месяц) составят:

З_ручн = 25 х 8 х 12 х 102 = 244800 руб.

При автоматизированной обработке информации (затраты времени 5 ч в месяц): З_авт = 5 х 8 х 12 х 102 = 48960 руб.

Годовой эффект от внедрения программного продукта:

Э = З_ручн - З_авт = 244800 - 48960 = 195840 руб.

Эксплуатационные затраты при использовании программного продукта будут состоять из затрат на электроэнергию, техническое обслуживание и текущий ремонт вычислительной техники.

За 12 месяцев затраты на электроэнергию при потребляемой мощность компьютера Р_в = 0,3кВт составят (стоимость электроэнергии ц_э = 3,50 руб./кВт-ч):

З_э = P_в x t x Ц_э = 0,3 х 10 х 6 х 12 х 3,50 = 604,80 руб.

Затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт:

,

Где - балансовая стоимость вычислительной техники;

- годовой фонд рабочего времени вычислительной техники, =2112;

= 4% - норма отчислений на ремонт;

- фонд рабочего времени при создании программного продукта;

= 1,15 x (T_п + T_отл + T_д) = 1,15 x (132 + 377 + 590,5) = 1264 час

Тогда получим:

З = З_э + З_п = 604,80 + 765 = 1370 руб

Оценка эффективности внедряемого программного продукта.

Прибыль равна : П = 195840- 1370 = 194470 руб.

Таким образом, денежный поток будет выглядеть так:

0 шаг (капиталовложения) - 230922 руб.;

1 шаг - 194470 руб.;

2 шаг - 194470 руб.;

3 шаг - 194470 руб.;

4 шаг - 194470 руб.;

Чистый дисконтированный доход за 4 года использования программного продукта (срок до морального старения данной разработки) при норме дисконта Е = 20% составит:

ЧДД =

ЧДД положителен, т.е. проект эффективен.

Рассчитаем срок окупаемости проекта.

Величины приведенных (дисконтированных) годовых эффектов по годам расчетного периода равны:

Срок окупаемости проекта составит:

Основные технико-экономические показатели проекта

Основные показатели	ед.измерения	сумма
Итоговая трудоемкость разработки	чел-ч	1099,5
Полные затраты на создание программного продукта	руб.	230922
Годовой эффект от внедрения программного продукта	руб.	195840
Чистый дисконтированный доход за 4 года использования программного продукта	руб.	272672
Срок окупаемости проекта	год	1,64

На основании проведенного расчета экономической эффективности разработанной и внедряемой подсистемы можно сделать вывод, что итоговая трудоемкость разработки составит 1099,5 чел.-ч, годовой эффект от внедрения подсистемы - 195840 руб. Срок окупаемости данного проекта определен в 1,64 года. Следовательно, затраты на создание и внедрение данной подсистемы практически окупятся в течение полутора лет использования программного продукта.

сигнализация абонентский несанкционированный вызов

5. Безопасность и экологичность проекта

5.1 Общая характеристика опасных и вредных факторов на рабочем месте

В настоящее время ЭВМ используются во многих областях производства различного рода товаров и услуг. Применение ЭВМ позволяет снизить нагрузку работника, передав часть осуществляемых им функций специализированным информационным системам. Но помимо облегчения труда работников производства, ЭВМ являются источником вредных и опасных факторов на производстве.

К вредным факторам на рабочем месте относятся (САНПиН 2.2.2./2.4. 2620-10):

наличие электромагнитного, рентгеновского, ультрафиолетового, инфракрасного излучения;

наличие статического электричества;

напряжение зрения и внимания;

интеллектуальные, эмоциональные и длительные статические физические нагрузки;

монотонность труда;

большой объем обрабатываемой информации.

К опасным факторам относятся:

1) возможность возникновения пожара;

2) возможность поражения электрическим током.

5.2 Общие мероприятия по обеспечению безопасности на рабочем месте

Рассматриваемое помещение находится в конструкторском корпусе на втором этаже здания. Окна рабочего помещения выходят на запад, затеняющих зданий и козырьков нет. На расстоянии 70 м от здания находится автомобильная дорога с однополосным интенсивным движением.

Параметры основного рабочего помещения (рисунок 6.1):

– длина - 7 м;

– ширина - 8 м;

– высота потолка - 3,6 м;

– окна: два окна, расположение - одностороннее, высота - 2,4 м, общая ширина - 5 м, расстояние от пола - 0,9 м.

В помещении находится 6 рабочих мест оснащенных ПЭВМ. Так же в помещении установлен кондиционер. Оконные проемы располагаются относительно рабочих мест справа и слева.

Высота рабочей поверхности рабочего места составляет 0,8 м. Рабочий стол имеет пространство для ног высотой 0,72 м, шириной - 1,2 м. Стул подъемно-поворотный, регулируется по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а так же расстоянию спинки от переднего края сиденья, при этом регулировка каждого параметра независима, легко осуществляема и имеет надежную фиксацию. Конструкция обеспечивает:

ширину и глубину поверхности сиденья 0,43 м;

поверхность сиденья с закругленным передним краем.

Поверхность сиденья и спинки стула полумягкая, с нескользящим, антистатическим и воздухопроницаемым покрытием, обеспечивающим легкую очистку от загрязнений. Экран монитора находится от глаз на расстоянии 0,8 м.

Площадь помещения составляет 56 м², а общий объем - 201,6 м³. Так как в помещении расположено 6 рабочих мест, то на одно рабочее место приходится порядка 9,3 м² площади (при норме 6 м²) и 33,6 м³ объема (при норме 20 м³). Таким образом помещение по площади и объему соответствует санитарным нормам.

Оптимальные параметры микроклимата в производственных помещениях обеспечиваются системами кондиционирования воздуха, а допустимые параметры - обычными системами вентиляции и отопления.

Параметры микроклимата нормируются в зависимости от категории тяжести труда и от характеристики работ по энергозатратам.

Различают теплый и холодный период года. Теплый период года характеризуется среднесуточной температурой наружного воздуха +10 °С и выше, холодный - ниже +10 °С.

В данном помещении производятся работы категории 1а, при этом работа на ПЭВМ является основной. Нормируемые параметры микроклимата для данного помещения приведены в таблице 6.1.

Таблица 5.1 - Нормируемые параметры микроклимата

Период года	Температура воздуха, °С не более	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	22 - 24	40 - 60	0,1
Теплый	23 - 25	40 - 60	0,1

Для поддержания оптимальных параметров микроклимата в помещении установлен кондиционер, автоматически регулирующий в помещении температуру и влажность воздуха. Вентиляция в помещении - естественного типа.

Освещение в помещении совместное: естественное - используется в светлое время суток, искусственное - в сумеречное время суток. Естественное освещение осуществляется через оконные проемы общей площадью 12 м² с установленными жалюзи. Освещенность рабочего места составляет при этом более 300 лк и соответствует нормам.

Стены в помещении выкрашены в розовый цвет; потолок окрашен в светло-голубой цвет, коэффициент отражения в пределах 0,7, что соответствует установленным нормам. Пол застелен антистатическим линолеумом серого цвета.

Источниками шума в помещении являются работающая оргтехника и шумовой фон от уличного и дорожного движения.

ПЭВМ включены постоянно, принтер и кондиционер используются периодически. Уровень шума от одного ПЭВМ составляет 35 дБ, кондиционера - 40 дБ и принтера - 48 дБ. Для расчета суммарного уровня шума от n источников воспользуемся формулой:

(5.1)

где - уровень шума от i-го источника.

Суммарный уровень шума от системных блоков ПЭВМ составляет 42.782 дБА. Максимальный уровень шума в помещении (при использовании принтера и кондиционера) составляет 49.641 дБА. При этом нормируемое значение суммарного шума в помещении составляет 50 дБА, следовательно помещение по уровню шума соответствует санитарным нормам.

Уровень вибрации в помещении находится в допустимых пределах, поскольку в работе используется современное оборудование, сертифицированное на соответствие установленным нормам (для системных блоков ПЭВМ - на уровне сборки). Так же для снижения вибрации системные блоки установлены на специальные подставки, а принтер расположен на отдельном столе для снижении уровня вибрации при его работе непосредственно на рабочих местах.

Основными источниками электромагнитного излучения на рабочих местах являются дисплеи (мониторы) ПЭВМ. Для данного класса устройств установлены следующие предельные нормы излучений:

– напряженность электромагнитного поля на расстоянии 0,5 м вокруг дисплея по электрической составляющей:

а) в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц: 25 В/м;

б) в диапазоне частот 2 кГц - 400 кГц: 2,5 В/м;

– плотность магнитного потока на расстоянии 0,5 м вокруг дисплея:

а) в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц: 250 нТл;

б) в диапазоне частот 2 кГц - 400 кГц: 25 нТл;

– поверхностный электростатический потенциал: 500 В.

Все дисплеи полностью соответствуют указанным нормам, поскольку имеют сертификат соответствия более жесткому стандарту - TCO-99 и TCO-2003.

Трудовая деятельность в помещении относится к III категории работы с ПЭВМ группе В с 8-часовой сменой. При такой трудовой деятельности нормируется 70 минут суммарного времени регламентированных перерывов. В течение смены определен перерыв на обед длительностью 60 минут, а так же короткие перерывы в течение рабочей смены.

Несоблюдение некоторых требований по охране труда ведет к систематическому ухудшению общего самочувствия работников в течение рабочего дня (головные боли, повышение артериального давления и другое), но профессиональных заболеваний, относящихся в основном к нервной и мышечной системам организма, среди сотрудников предприятия на данный момент не зарегистрировано.

Основная опасность электрического тока выражается в том, что реакция человека на электричество возникает лишь при протекании тока через организм. При напряжении в электросети 220 В и частоте тока 50 Гц опасным считается ток силой более 20 мА; при силе тока более 30 мА существует угроза жизни человека вследствие остановки дыхания или сердца, а также получения сильных ожогов. Следовательно, правильная организация обслуживания оборудования, проведение ремонтных и профилактических работ имеет большое значение для предотвращения электротравматизма. На предприятии профилактикой оборудования занимается квалифицированный инженер; работы по ремонту электротехники на предприятии не осуществляются.

В полной мере поражений персонала электрическим током (в совокупности с правилами безопасности) можно избежать только при соблюдении требований электробезопасности пользователей ПЭВМ; на практике выполняются следующие из них:

а) все узлы одного персонального компьютера и подключенное к нему периферийное оборудование питаются от одной фазы электросети;

б) корпуса системного блока и внешних устройств заземлены радиально, с одной общей точкой;

в) все соединения ПЭВМ и внешнего оборудования производятся только при отключенном электропитании;

г) перед началом работы оборудовании осматривается на предмет наличия оголенных участков проводов, а так же различного рода повреждений корпусов;

д) в помещении находится отдельный щит с автоматами защиты и общим рубильником для отключения электрооборудования.

Перебои электроснабжения в работе ЭВМ могут привести к тяжелым последствиям как для самой техники (выход из строя отдельных ее элементов), так и для хранимой информации (порча или потеря информации с невозможностью восстановления при выходе из строя устройств хранения данных). В совокупности с простоями техники это может привести к ощутимым финансовым потерям, в том числе из-за недополученной прибыли. Поэтому на предприятии для защиты от некачественного электропитания каждая ПЭВМ укомплектованы источниками бесперебойного питания. Помимо этого, для увеличения степени защищенности информации периодически проводится резервное копирование ценных данных на оптические носители, для чего каждая ПЭВМ укомплектована устройством записи на оптические диски.

Для отвода избыточной теплоты от ЭВМ служат системы кондиционирования воздуха. Однако они же являются дополнительной пожарной опасностью.

В помещении, в котором находятся ЭВМ, не курят, не оставляют вблизи ЭВМ горячих и быстро воспламеняющихся веществ. Пожарная безопасность кабинета обеспечивается применением первичных средств пожаротушения: огнетушителей ОУ-2, автоматических установок пожарной сигнализации и пожаротушения (дымовых датчиков КН-1), на каждом этаже расположен план эвакуации.

В случае возникновения пожара необходимо отключить электропитание, вызвать пожарную команду, эвакуировать людей из помещения согласно плану эвакуации. При наличии небольшого очага пламени можно воспользоваться противопожарным водопроводом и огнетушителями, либо подручными средствами с целью прекращения доступа воздуха к объекту возгорания.В документах изложены основные требования к огнестойкости зданий и сооружений, противопожарным преградам, эвакуации людей из зданий и помещений. План эвакуации людей из здания при пожаре развешен в коридорах и в помещениях зданий СевКавГТУ.

5.3 Расчет естественного освещения в рабочем помещении

Для расчета необходимой площади оконных проемов в помещении при боковом освещении воспользуемся следующей формулой:

(5.2)

где S₀ - площадь световых проемов при боковом освещении;

S_п - площадь пола помещения;

е_н - нормированное значение КЕО, определяемое по формуле:

(5.3)

где E_н - нормируемое значение КЕО в зависимости от характера зрительной работы;

m - коэффициент светового климата;

К_з - коэффициент запаса освещенности;

з₀ - световая характеристика окон;

К_зд - коэффициент, учитывающий затенение окон противостоящими зданиями;

r₁ - коэффициент, учитывающий повышение КЕО при боковом освещении благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения и подстилающего слоя, прилегающего к зданию;

ф₀ - общий коэффициент светопропускания, определяемый по формуле:

(5.4)

где ф₁ - коэффициент светопропускания материала;

ф₂ - коэффициент, учитывающий потери света в переплетах светопроема;

ф₃ - коэффициент, учитывающий потери света в несущих конструкциях;

ф₄ - коэффициент, учитывающий потери света в солнцезащитных устройствах.

По характеру зрительной работы нормируемое значение КЕО должно соответствовать 1,5 (работы средней точности). Рабочее здание находится в городе Ставрополе (V группа административных районов по обеспеченности световым климатом) и так как окна помещения выходят на запад, то m=0,8.

Таким образом, по формуле 6.3 можем определить нормируемое значение КЕО:

По таблицам определили ф₁=0,9 и ф₂=0,7. Так как отсутствуют несущие конструкции и солнцезащитные устройства, то коэффициенты ф₃ и ф₄ равны 1. Теперь по формуле 6.4 можем определить значение коэффициента ф₀:

Так как затеняющих окна зданий не существует, то К_зд=1. Из таблиц определили, что К_з=1,4 (помещения с нормальными условиями среды), з₀=18 и r1=2,4. Общая площадь пола помещения составляет 56 м².

Таким образом, по формуле 6.2 можно определить расчетную площадь световых проемов:

Реальная площадь световых проемов в помещении составляет 12 м².



Рисунок 5.1 - Схема рабочего помещения

5.4 Расчет заземления системного блока оператора

Заземление - преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

Защитное заземление - заземление, выполненное в целях электробезопасности.

Заземление следует применять в сетях напряжением до 1 кВ переменного тока - трехфазных трех проводных с изолированной нейтралью, однофазных двухпроводных, изолированных от земли, а также постоянного тока двухпроводных с изолированной средней точкой обмоток источника тока; в сетях напряжением выше 1 кВ переменного и постоянного тока с любым режимом нейтральной или средней обмоток источников тока.

Для заземления электроустановок, чем является ПЭВМ, в первую очередь рекомендуется использовать естественные заземлители. Если при этом сопротивление заземляющих устройств или напряжение прикосновения имеют допустимые значения, а также если обеспечиваются нормированные значения напряжения на заземляющем устройстве, то искусственные заземлители должны применяться лишь при необходимости снижения плотности токов, протекающих по естественным заземлителям или стекающих с них.

Рекомендации по использованию естественных заземлителей.

В качестве естественных заземлителей рекомендуется использовать: проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих или взрывчатых газов и смесей; обсадные трубы скважин; металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землёй; металлические шунты гидротехнических сооружений, водоводы, затворы и т.п. Свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле (алюминиевые оболочки кабелей не допускается использовать в качестве естественных заземлителей): заземлители опор воздушных линий (далее - ВЛ), соединенные с заземляющим устройством при помощи грозозащитного троса ВЛ, если трос не изолирован от опор ВЛ; нулевые провода ВЛ напряжением до 1 кВ с повторными заземлителями при количестве ВЛ не менее двух: рельсовые пути магистральных не электрифицированных железных дорог и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами.

В целях экономии черных металлов и снижения трудоемкости электромонтажных работ следует преимущественно использовать железобетонные и металлические конструкции производственных зданий в качестве заземляющих устройств. Это относится, прежде всего, к железобетонным фундаментам (Технический циркуляр Главэлектромонтажа № 9-6-186/78 «Об использовании железобетонных фундаментов зданий в качестве заземлителей»).