Задано:

Структурная схема системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны представляет собой упорядоченную совокупность различных видов проводной и радиосвязи, которая предназначена для обеспечения управления силами и средствами тушения пожаров и организации обмена оперативно-служебной информацией между подразделениями гарнизона пожарной охраны, абонентами города и взаимодействующими экстренными спасательными службами МЧС России.

Система оперативной связи является основным средством, обеспечивающим обмен информацией в гарнизоне пожарной охраны. От оперативности и надежности ее функционирования напрямую зависят размер материального ущерба от пожаров и количество человеческих жертв. При задержке прибытия подразделений пожарной охраны к месту пожара из-за неудовлетворительной работы системы оперативной связи резко возрастают размеры социальных и экономических последствий от пожара, затраты на его ликвидацию.

В соответствии с действующим российским законодательством система оперативной связи в гарнизонах пожарной охраны строится на основе разветвленной сети электрической связи, состоящей из стационарных и подвижных узлов (пунктов) связи, и включающих в свой состав необходимые технические средства и каналы связи. Для технической реализации системы оперативной связи гарнизона ГПС могут применяться также сети электросвязи общего пользования, ведомственные и другие сети проводной и беспроводной электросвязи, развернутые на территории гарнизона независимо от их ведомственной принадлежности и форм собственности.

Основным средством связи в местных гарнизонах являются городские и сельские телефонные сети общего пользования (ТфОП).

Коммутируемая сеть связи гарнизона пожарной охраны состоит из станционных и линейных устройств и обеспечивает каждому абоненту сети выбор требуемых направлений связи.

Однако этот способ связи не является оптимальным для передачи оперативной информации в подразделениях пожарной охраны, поскольку ему присущи следующие недостатки:

· значительные непроизводительные затраты времени на установление соединения с помощью номеронабирателя;

· наличие несостоявшихся соединений из-за занятости абонентов или приборов коллективного пользования (например, групповых или линейных соединителей);

· невозможность организации связи группой абонентов и проведение групповых переговоров в симплексном или дуплексном режимах;

· обезличивание входящего вызова на телефонный аппарат без наличия специальных приставок автоматического определения номера абонента.

Связь абонентов ГТС с экстренными службами производится через узел специальной связи (УСС). Узел специальной связи может быть централизованным (устанавливается на центральной станции), частично децентрализованным (устанавливается на каждой узловой станции) и децентрализованным (устанавливается на центральной и узловых станциях).

Вне зависимости от места установки УСС подключение к специальным службам производится набором сокращенного номера. Обычно в радиусе действия УСС достаточно иметь десять пунктов специального назначения экстренных служб. В этом случае на УСС оборудуется одна ступень группового поиска, и вызов экстренных служб производится двузначным номером от "01" до "00". Сокращение количества знаков при наборе "0N" необходимо для повышения оперативности соединения, сокращения числа отказов в линиях по причине их занятости другими переговорами, а также для облегчения запоминания номера оперативной службы у населения. Связь в этом случае производится по специально выделенным пучкам соединительных линий. При наборе цифры "0" абонентом телефонной сети осуществляется соединение с узлом специальной связи городской телефонной сети, а при наборе второй цифры (0-9) устанавливается связь с диспетчером оперативной службы по одной из ограниченного числа специальных линий данной службы. Таким образом, на УСС происходит разделение вызовов по направлениям различных специальных служб города.

Таким образом, сеть проводной связи гарнизона пожарной охраны должна включать в себя телефонную связь по специальным линиям укороченной значности "01", которые предназначены для связи с центром управления силами гарнизона пожарной охраны любого абонента ГТС.

Обычно системы оперативной связи гарнизонов пожарной охраны проектируются таким образом, чтобы число линий "01" специальной связи было больше числа диспетчеров, обслуживающих поступающие вызовы. При поступлении вызова о пожаре в тот момент, когда все диспетчеры заняты, вызов, занимая свободную линию, ждёт начала обслуживания на удержании.

Некоммутируемые сети связи - это такое сочетание технических средств связи и управления, которое обеспечивает соединение оператора (диспетчера) ЦУС, пунктов связи отрядов (ПСО) пожарной охраны, пунктов связи частей (ПСЧ) с абонентом и абонентов между собой без использования оборудования коммутации. Иначе, некоммутируемые сети можно назвать сетями прямой связи, так как при этом направления взаимосвязей для доставки информации являются жесткими и заранее установленными.

Связь в таких системах устанавливается быстро и в ней отсутствуют потери времени, вызванные занятостью абонентов и приборов коллективного пользования, а также имеется возможность установки приоритета для старшего оператора системы (диспетчера ЦУС, должностные лица гарнизона).

В качестве оконечного устройства абонента в сетях прямой телефонной связи применяют телефонные аппараты без номеронабирателя (ТАБН). Существенными недостатками некоммутируемых сетей связи пожарной охраны являются их ограниченные коммутационные возможности, а также высокая стоимость по сравнению с коммутируемой сетью.

Для обеспечения оперативного управления силами и средствам гарнизона пожарной охраны, связи с пожарными автомобилями и подразделениями пожарной охраны на месте пожара, а также для дублирования (резервирования) проводных каналов связи в гарнизонах пожарной охраны используется бесподстроечная симплексная радиосвязь в ОВЧ (УКВ) диапазоне. Радиосвязь обладает целым рядом преимуществ: малым временем установления связи, возможностью установления связи с подвижными объектами, практической независимостью качества связи в УКВ диапазоне от метеорологических условий, времени года и суток, возможностью передачи сообщений одновременно неограниченному числу абонентов, способностью ведения связи в местах, где невозможно проложить проводные линии и т.д. Однако дальность радиосвязи в УКВ диапазоне ограничена зоной прямой видимости приемной и передающей антенн радиостанций.

Схема радиосвязи организуется применительно к местным условиям с учетом тактико-технических возможностей применяемых радиостанций и электромагнитной обстановки в гарнизоне. В зависимости от типов радиостанций, условий прохождения радиосигналов, наличия помех радиоприему и расстояний между радиостанциями схема радиосвязи может строиться по принципу радиосети, когда все радиостанции осуществляют радиообмен с ЦУС; по принципу радионаправлений или комбинированным способом, когда в схему радиосвязи входят радиосети и радионаправления.

Таким образом, радиосвязь гарнизона включает радиосети и радионаправления, совокупность которых образует общую сеть радиосвязи. Радиосеть образуется при работе на одной частоте трех и более радиостанций с общими радиоданными. Радионаправление образуется при работе на одной частоте с общими радиоданными только двух радиостанций и является частным случаем радиосети. В каждом радионаправлении и в каждой радиосети одна из радиостанций является главной и определяется приказом начальника УГПС (рис.1.3).

Таким образом, система оперативной связи гарнизона является важнейшей составной частью инфраструктуры системы управления подразделениями пожарной охраны и должна охватывать все подразделения гарнизона и строиться на базе стационарных и подвижных узлов связи с учетом комплексного использования технических средств, обеспечивающих управление силами и средствами. Узлы связи гарнизона пожарной охраны организуются на базе:

· центра управления силами (ЦУС) гарнизона;

· пунктов связи отрядов (ПСО) ГПС;

· пунктов связи частей (ПСЧ) при каждой ПЧ города и объектов;

· подвижных узлов связи (ПУС), организуемых на автомобилях связи гарнизонов.

Основными функциями центра управления силами являются прием извещений о пожарах, своевременное направление подразделений пожарной охраны на тушение пожаров или ликвидацию последствий аварий и стихийных бедствий, обеспечение временной передислокации подразделений, оповещение руководящего состава УГПС, обеспечение оперативно-диспетчерской связи с подразделениями пожарной охраны, передача и прием информации с места работы пожарных подразделений, обеспечение надежной связи с наиболее важными объектами города и службами, взаимодействующими с пожарной охраной, обеспечение оперативного учета пожарной техники гарнизона, находящейся в боевом расчете, в резерве, на выполнении заданий. ЦУС концентрирует все виды входящей и исходящей информации и является управляющим центром гарнизона при ликвидации пожаров, стихийных бедствий и аварий на территории гарнизона.

Рис. 1.3 Схема организации радиосвязи в гарнизоне

Центр управления силами должен иметь в своем составе: диспетчерский зал для размещения рабочих мест диспетчеров и технических средств отображения информации; аппаратную для установки кросса, стативов, звукозаписывающей аппаратуры, зарядных и распределительных устройств, усилителей оповещения и другой вспомогательной аппаратуры; помещение центрального пункта радиосвязи (ЦПР); аккумуляторную; агрегатную для установки резервного источника электропитания; техническую комнату; комнату отдыха диспетчеров (при круглосуточном дежурстве), а также другие помещения, необходимые для организации работы ЦУС.

Для повышения надежности (живучести) связи ЦУС оборудуется несколькими кабельными вводами. Основной прокладывается непосредственно от кросса городской или районной АТС. Резервный - прокладывается от другой АТС или от той же АТС, но по другой трассе. Пульты диспетчеров ЦУС должны быть оборудованы средствами оперативной диспетчерской связи с подключением к ним специальных входящих линий "01".

Центральный пункт радиосвязи должен иметь аппаратную и диспетчерскую, оборудованную радиостанциями из расчета по одной радиостанции на каждую радиосеть или радионаправление. Для обеспечения надежной радиосвязи должны быть также предусмотрены резервные радиостанции, радиосети и радионаправления. Для регистрации передаваемой оперативной информации по радиоканалам на ЦПР должна быть установлена специальная аппаратура многоканальной звукозаписи. ЦПР может функционировать и автономно, но при этом соединяться с ЦУС прямым каналом связи.

Основными документами учета работы ЦУС являются: журнал ЦУС, журнал учета неисправностей средств связи; журнал учета магнитофонных записей и батарейный журнал.

Пункт связи части - ПСЧ создается при каждой ПЧ и осуществляет следующие функции: прием сообщений о пожарах; прием приказов о выезде на пожары; прием извещений о пожарах; прием сообщений о высылке боевых расчетов части на тушение пожаров или ликвидацию последствий аварий и стихийных бедствий; поддержание связи с пожарными автомобилями части; информирование диспетчера ЦУС, а также должностных лиц и организаций о пожарах.

ПСЧ оборудуется: коммутатором для приема извещений о пожарах и осуществления служебной связи; стационарными радиостанциями для связи с пожарными автомобилями и ЦУС; установкой тревожной сигнализации и другой аппаратурой, а также часами и иными необходимыми принадлежностями. На ПСЧ могут быть установлены также приемные аппараты электрической пожарной сигнализации. Помещения ПСЧ, дежурной смены и коридоры, соединяющие их, оборудуются аварийным освещением от аккумуляторных батарей и независимого стационарного источника питания. Аккумуляторную ПСЧ необходимо предусматривать в отдельном помещении, смежным с пунктом связи. Вход в нее должен осуществляться через тамбур.

На пункт связи отряда - ПСО дополнительно возлагается обеспечение приема и передачи телефонограмм и распоряжений для руководства отряда.

Подвижный узел связи - ПУС создается начальником оперативного штаба по распоряжению руководителя тушения пожара (РТП). ПУС организуется на базе автомобиля связи и освещения (АСО), бортовых средств связи других основных, специальных или вспомогательных пожарных автомобилей, а также средств связи объектов, где возник пожар. Работу ПУС обеспечивает отделение службы связи и освещения, организуемое в гарнизоне, или специально выделенные сотрудники.

Связь в гарнизоне пожарной охраны призвана обеспечить:

· быстрый и точный прием извещений о пожарах, авариях, стихийных бедствиях;

· своевременный вызов необходимых сил и средств для ликвидации пожаров, последствий аварий, стихийных бедствий;

· управление подразделениями, выехавшими на пожар и работающими на пожаре;

· информирование соответствующих должностных лиц гарнизона об организации, ходе тушения и ликвидации пожаров, последствий аварий и стихийных бедствий;

· обмен информацией между подразделениями гарнизона и специальными аварийными службами, взаимодействующими с пожарной охраной;

· обмен дополнительной информацией, необходимой для нормального функционирования гарнизона.

В соответствии с российским законодательством и нормативными документами ГПС МЧС России в гарнизоне пожарной охраны требуется организовать четыре основных вида связи:

1) Связь извещения для приема сообщений о пожарах.

2) Оперативно-диспетчерскую связь для передачи распоряжений подразделениям на своевременную высылку сил и средств для тушения пожаров, получения сообщений о выездах подразделений и осуществления связи с пожарными автомобилями, а также оперативной передачи приказов на передислокацию техники.

3) Связь на пожаре, для обеспечения четкого и бесперебойного управления силами и средствами, их взаимодействия, передачи информации с места пожара.

4) Административно-управленческая связь для осуществления приема и передачи информации неоперативного характера.

Для организации основных видов связи (рис.1.4) необходимо предусмотреть соответствующие каналы связи со следующими абонентами (объектами):

Рис. 1.4 Основные виды связи в гарнизонах пожарной охраны

· с узлом специальной связи - УСС линиями укороченной значности;

· с аппаратурой автоматической пожарной сигнализации непосредственно на ЦУС и объектах пожарных частей;

· с наиболее важными объектами противопожарной защиты гарнизона;

· с коммутаторами органов внутренних дел и пунктами централизованного наблюдения вневедомственной охраны гарнизона;

· со всеми стационарными пунктами связи подразделений гарнизона;

· с аварийными, оперативными и экстренными службами гарнизона;

· с пожарными автомобилями, находящимися в пути следования;

· с должностными лицами на месте пожара, а также при необходимости с пожарными автомобилями. Связь организуется для управления силами и средствами, задействованными на пожаре и получения от них сведений об изменении оперативной обстановки. При этом используется оборудование АСО, а также средства радиосвязи, вывозимые на основной и специальной технике гарнизона;

· с подразделениями ГПС, находящимися на пожаре или в пути следования, для передачи сообщений о ходе тушения пожара, вызове дополнительных сил и средств, передачи требований РТП аварийным, оперативным и экстренным службам гарнизона;

· для соединения ЦУС (ПСО, ПСЧ) и должностных лиц коммутируемыми проводными линиями телефонной связи полной значности с абонентами ГАТС;

· для соединения аппаратуры передачи данных и другого имеющегося оборудования ЦУС (ПСО, ПСЧ) с УС ГАТС.

оперативная связь управление пожарная

2. Выбор и обоснование технических средств системы оперативной связи гарнизона пожарной охраны

Задано: Нагрузка в радиосети мин-зан.;

число радиостанций в радиосети ;

время переговоров в радиосети мин;

непроизводительные затраты времени мин.

Оперативность радиосвязи характеризуется вероятностью того, что информация от одного абонента к другому будет передана в течение времени, не более заданного:

,

- время "чистого" переговоров;

- непроизводительные затраты времени на коммутацию абонента, установку соединения и т.п.;

- заданная величина времени, определяющая оперативность связи (критерий оперативности).

В случае, когда надежность и качество радиоканала идеальны, оперативность радиосвязи оценивается по формуле

где - вероятность того, что радиоканал свободен и ожидающих нет;

- вероятность того, что радиоканал занят, но ожидающих нет.

Эффективность функционирования радиосети может быть оценена математическим ожиданием случайной величины ее состояния , которое является показателем целесообразности использования радиосети для выполнения заданных функций.

В случае, когда надежность и качество радиоканала идеальны, эффективность функционирования радиосети оценивается по следующей формуле:

где - соответственно время переговоров и непроизводительные затраты времени в радиосети. Определение необходимых высот подъема антенн стационарных радиостанций.

Дальность действия ОВЧ (УКВ) радиосвязи зависит от следующих основных факторов:

· качественных характеристик приемника (чувствительности приемника);

· параметров антенно-фидерного тракта радиостанций (его длины и затухания);

· величины излучаемой мощности передатчика;

· высот подъема приемо-передающих антенн;

· закономерностей распространения радиоволн ОВЧ диапазона в условиях пересеченной местности и городской застройки;

· видов модуляции;

· рельефа местности и др.

Вариант организации радиосети гарнизона представлен на рис. 2.4.

Рис. 2.4 Вариант организации трех радиосетей гарнизона пожарной охраны на частотах F1-F3

При определении высот подъема антенн стационарных радиостанций ЦУС и ПЧ, необходимых для обеспечения требуемой дальности радиосвязи с самой удаленной ПЧ, пользуются графическими зависимостями изменения напряженности поля (, дБ) полезного сигнала от расстояния (d, км) между антеннами для различных значений произведения высот подъема передающей и приемной антенн (h₁·h₂, м²). Эти графические зависимости приведены на рис.2.5 и представляют собой медианные значения напряженности поля, превышаемые в 50% мест на границе зоны обслуживания. Кривые напряженности электромагнитного поля приведены для вертикальной поляризации антенн и построены для условий распространения радиоволн метрового диапазона (ОВЧ диапазона) в полосе частот 148-174 МГц.

Рис. 2.5 Зависимость средних значений напряженности поля от расстояния между антеннами

Графики построены для мощности излучения передатчика =10 Вт и расстояний между антеннами от 1 до 60 км. В случае отличия мощности излучения передатчика от 10 Вт необходимо пользоваться графиком, приведенным на рис. 2.6 Этот график представляет собой значения поправочного коэффициента дБ, учитывающего изменение мощности передатчика Вт от 1 до 100 Вт, в зависимости от типа применяемых радиостанций.

Рис. 2.6 Поправочный коэффициент, учитывающий отличие мощности передатчика от 10 Вт

Графики напряженности поля приведены для среднепересеченной местности (параметр рельефа местности Дh=50 м). Среднепересеченной считается такая местность, на которой среднее колебание отметок высот не превышает 50 м.

В случае отличия рельефа местности от среднепересеченного необходимо ввести дополнительный коэффициент ослабления сигнала , значения которого для полосы частот 148-174 МГц приведены в табл. 2.5.

Таблица 2.5

Значения коэффициента ослабления сигнала в зависимости от условной меры неровности рельефа