Извещатели. Бостанджян. Курсовая работа по дисциплине Техническая эксплуатация рэо На тему Разработка эксплуатационного процесса судовой земной станции инмарсатс
 Скачать 1.13 Mb.
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА ФГБОУ ВО «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АДМИРАЛА Ф.Ф.УШАКОВА» Факультет эксплуатации водного транспорта и судовождения Кафедра «Радиоэлектроника и информационные технологии» КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине «Техническая эксплуатация РЭО» На тему: «Разработка эксплуатационного процесса судовой земной станции ИНМАРСАТ-С» Специальность: 250503 (Очная форма обучения) Выполнил: курсант 351 гр. Бостанджян Х.А. Проверил: к.т.н., доцент Чернова А.И Новороссийск 2022 ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ 1. Описать заданную морскую радиоэлектронную систему, ее цель, назначение, особенности функционирования. 2. Разработать эксплуатационный процесс: а) рассчитать функцию готовности, считая исследуемую систему восстанавливаемой; б) оптимизировать следующие параметры системы: интенсивность вывода системы на профилактическое обслуживание, интенсивность профилактики, интен- сивность восстановления. 3. Определить оптимальное время профилактического обслуживания всей исследуемой системы с учетом затрат на замены оборудования и восстановительные работы. 4. Разработать структуру службы технической эксплуатации объекта. Опре- делить оптимальное число операторов в бригадах технического обслуживания. 5. Расчет оптимального комплекта ЗИП. Параметры, необходимые для расчета: Вариант 4 Параметр Значение Период функционирования системы t=150(30-4), час Интенсивность отказа приемного уст- ройства λ1=4* , 1/час Интенсивность отказа передающего уст- ройства λ2=(4+2)* , 1/час Интенсивность отказа антенно- фидерного тракта λ3=4* , 1/час Интенсивность отказа источников пита- ния λ4=2*4* , 1/час Интенсивность восстановления µ=0.1*4, 1/час Интенсивности ухудшения определяю- щего параметра η0=4* , 1/час η1=(4+1)* , 1/час Интенсивность вывода системы на ПО ν= Интенсивность проведения ПО ξ= Стоимость проведения ТО c2=30*|1-10*4| Стоимость вывода системы на ТО c3=10*|1-10*4| ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Изм Лист № докум. Подпись Дата Разработал Бостанджян Х.А. Разработка эксплуатационного про- цесса судовой земной станции ИНМАРСАТ-С Лит Лист Листов Проверил Чернова А.И. ДП 3 19 ГМУ – 351 Н. контр. Утв. СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………........ 4 стр. 1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ …………………………………………………… 6 стр. 1.1 Наземная судовая станция ИНМАРСАТ-С…………………….……….. 6- 8стр 2 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ…..………………...………………………………… 9 стр. 2.1 Расчёт функции готовности с учётом профилактического обслужива- ния и проведения аварийно-восстановительных работ…………………….9-11 стр. 2.2 Оптимизация параметров технической эксплуатации системы……... 12 стр. 2.3 Определение оптимального времени профилактического обслужива- ния всей исследуемой системы с учетом затрат на замены оборудования и восстановительные работы………………………………………………… 13 стр. 2.4 Определение оптимального числа операторов в бригадах техническо- го обслуживания.……………………………………………………...……… 14 стр. 2.5 Расчет оптимального комплекта ЗИП ………………...……………..…. 15-17 стр. ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………...................................................... 18 стр. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………………… 19 стр. ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 4 Изм. Лист № докум. Подпись Дата ВВЕДЕНИЕ ИНМАРСАТ (INMARSAT - International Maritime Satellite Organization) - это международная организация, которая предоставляет на коммерческой основе свои технические средства для связи с подвижными объектами в море, на земле и в воз- духе. ИНМАРСАТ является неотъемлемой частью ГМССБ. Зона ее обслуживания определяет морской район АЗ. В ГМССБ технические средства ИНМАРСАТ ак- тивно используются для различных видов связи (телефония, телекс, передача дан- ных) с приоритетами бедствия и обычным для коммерческой, связи. Через ИНМАРСАТ также обеспечиваются соединения с различными специальными службами (медицинская консультация и помощь, техническая морская помощь ИНТЕРНЕТ и др.) через двузначные коды специального доступа. Через спутники ИНМАРСАТ осуществляется передача информации безопасности мореплавания в направлении берег-судно посредством так называемого расширенного группового вызова (РГВ). ИНМАРСАТ использует для связи геостационарные спутники, которые вы- ступают в роли активных ретрансляторов радиосигналов между терминалами на подвижных объектах и фиксированными земными станциями ИНМАРСАТ, кото- рые соединены с международными и национальными телефонными, телексными и другими наземными сетями связи. В состав системы ИНМАРСАТ входят следующие части: -космический сегмент, включающий действующие и запасные геостационар- ные спутники с ретрансляторами; -береговой сегмент - береговые земные станции (БЗС); -парк терминалов на подвижных объектах - судовые земные станции (СЗС); ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 5 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Космический сегмент включает в себя спутники, запущенные на геостацио- нарную орбиту, высота которой составляет около 35700 км над экватором. Спутни- ки располагаются в определенных точках над Атлантическим, Индийским и Тихим океанами и обеспечивают почти глобальный охват поверхности Земли (за исклю- чением околополярных шапок - выше 70°N и ниже 70°S). В настоящее время функционируют четыре спутника, зоны радиовидимости которых соответствуют четырем океанским районам. БЗС обеспечивают линию связи между спутником и наземными сетями связи и одновременно могут предоставлять несколько каналов для связи с СЗС Связь БЗС со спутником осуществляется через большую параболическую антенну с уз- кой диаграммой направленности Земные станции связаны с береговыми коммуни- кационными сетями международная сеть телекс (telex), коммутируемые телефон- ные сети общего пользования (PSTN), сеть цифровых телефонных станций (ISDN), сеть передачи данных с пакетной коммутацией (PSDN), Internet (E-mail) и другие. Через БЗС осуществляется связь со спасательно-координационным центром, а так- же со специальными службами с помощью двузначных кодов (медицинская кон- сультация, морская техническая помощь, информационные услуги и др) БЗС обес- печивают учет времени занятия каналов и оформление счетов на оплату услуг свя- зи. Судовые земные станции (Ship Earth Station - SES) - это терминалы связи, ус- тановленные на борту судна и предназначенный для связи с береговыми абонента- ми через спутник и БЗС. Для работы в ГМССБ одобрены следующие стандарты спутниковых станций: ИНМАРСАТ-А, В, С. Станции других стандартов могут ус- танавливаться дополнительно для расширения возможностей коммерческой связи. ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 6 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1 Береговая земная станция ИНМАРСАТ-С На судах устанавливают спутниковые станции ИНМАРСАТ-С, которые обеспечива- ют передачу и прием текстовых сообщений в режиме накопления с последующей пе- редачей (Store and Forward) и станции ИНМАРСАТ A/В и М, которые имеют режим прямого соединения с абонентом. Связь в системе ИНМАРСАТ осуществляется через геостационарные спутники. Спутниковая связь в сравнении KB-радиосвязью обладает рядом преимуществ. Она более надежна, постоянна, обеспечивает большую достоверность и разборчивость ре- чи. Однако, связь в системе ИНМАРСАТ возможна только в пределах действия этой системы, т.е. между 70°N и 70°S. Судовые земные станции (СЗС) ИНМАРСАТ позволяют передать оповещение бедст- вия, использовать специальные службы по двузначным кодам, обмениваться общей корреспонденцией, передавать/принимать данные для электронных карт, АИС и др. На рисунке 1 показан состав СЗС ИНМАРСАТ С типа Sailor Станция состоит из приемопередатчика Н2095, накопителя сообщений Н2098, видеомонитора с клавиа- турой и принтера Антенна ИНМАРСАТ-С - всенаправленная Как правило, станция имеет встроенный приемник Расширенного Группового Вызова (EGC) а также может быть встроен навигационный приемник GPS. Рисунок 1 - СЗС ИНМАРСАТ С типа Sailor ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 7 Изм. Лист № докум. Подпись Дата В соответствии с Резолюциями А 807(19) А 808(19) аппаратура судовой земной стан- ции (СЗС) должна отвечать следующим требованиям.СЗС не должна иметь каких- либо внешних органов управления, с помощью которых можно было бы изменить идентификационный номер станции.Должна обеспечиваться возможность подачи сигнала бедствия с места, откуда осуществляется управление судном, а также с любо- го другого места, выделенного для передачи оповещения о бедствии. Оповещение о бедствии должно включаться только специальной кнопкой бедствия, которая не должна совпадать с какой-либо клавишей цифровой панели ввода или клавиатуры. Кнопка бедствия должна быть четко опознаваема и защищена от случайного включе- ния. Подача оповещения о бедствии должна осуществляться, по крайней мере, двумя не- зависимыми действиями При этом оборудование должно указывать состояние пере- дачи оповещения о бедствии. Должна быть предусмотрена возможность в любое вре- мя прервать и подавать сигнал бедствия снова. Для предотвращения непреднамеренной подачи бедствия никакая комбинация кла- виш на клавиатуре станции не должна приводить к передаче сигнала бедствия. Это означает что только с клавиатуры подать сигнал бедствия технически невозможно. Рисунок 1.2-Блок-схема ИНМАРСАТ-С ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 8 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ 2.1 Расчёт функции готовности с учётом профилактического обслужива- ния и проведения аварийно-восстановительных работ Система состоит из 4-х основных блоков: – приемного устройства; – передающего устройства; – антенно-фидерного тракта; – источника питания. Для расчета функции готовности с учётом профилактического обслуживания и проведения аварийно-восстановительных работ применяются теория случайных марковских процессов, согласно которой рассматривается следующий граф со- стояний: Рисунок 1.1– Граф состояний марковского процесса с учётом профилактических работ При этом состояния, в которых система может находиться следующие: 0 – работоспособное 1 – ухудшение определяющего параметра 2 – дальнейшее ухудшение определяющего параметра 3 – вывод системы на профилактику η0 – интенсивность ухудшения параметра η1 – интенсивность продолжения ухудшения параметра ν – интенсивность вывода на профилактику ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 9 Изм. Лист № докум. Подпись Дата μ – интенсивность восстановления ξ – интенсивность проведения профилактики λ – интенсивность отказов Расчёт функции готовности с учётом профилактического обслуживания и проведения аварийно-восстановительных работ системы: ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 10 Изм. Лист № докум. Подпись Дата В итоге мы построили зависимости вероятностей состояний от времени экстплуатации системы р, а также функцию готовности системы К=1;0.99926;0.9986;0.99825;0.9979. ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 11 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 2.2 Оптимизация параметров технической эксплуатации системы В соответствии с заданием необходимо оптимизировать такие параметры системы как: - интенсивность вывода системы на профилактическое обслуживание ξ - интенсивность профилактики ν - интенсивность восстановления μ Для оптимизации системы используем метод неопределённых множителей Лагранжа: В итоге мы получили коэффициент готовности системы К=1 и условный экономический ресурс С= , что удовлетворяет требуемому К=1. ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 12 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 2.3 Определение оптимального времени профилактического обслужива- ния всей исследуемой системы с учетом затрат на замены оборудования и вос- становительные работы В итоге мы нашли оптимальное время профилактического обслуживания всей исследуемой системы: τ=5.267 ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 13 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 2.4 Определение оптимального числа операторов в бригадах техническо- го обслуживания. Необходимо определить оптимальное число обслуживающего персонала для такой системы, при котором с вероятностью Р = 0,999 все поступившие заявки будут обслужены На основании полученного результата можно сделать вывод, что для нашей системы будет достаточно одного человека. ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 14 Изм. Лист № докум. Подпись Дата 2.5 Расчет оптимального комплекта ЗИП. Расчет оптимального комплекта ЗИП для приёмного устройства. Расчет числа невосстанавливаемых запасных частей: Расчет числа восстанавливаемых запасных частей: ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 15 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Расчет оптимального комплекта ЗИП для передающего устройства. Расчет числа невосстанавливаемых запасных частей: Расчет числа восстанавливаемых запасных частей: ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 16 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Расчет оптимального комплекта ЗИП для антенно-фидерного тракта. Расчет числа невосстанавливаемых запасных частей: Расчет числа восстанавливаемых запасных частей: ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 17 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Расчет оптимального комплекта ЗИП для источника питания. Расчет числа невосстанавливаемых запасных частей: Расчет числа восстанавливаемых запасных частей: В итоге, мы получили, что оптимальное количество невосстанавливаемых частей-9 штук, а восстанавливаемых- 2 штук. ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 18 Изм. Лист № докум. Подпись Дата ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 19 Изм. Лист № докум. Подпись Дата ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе курсовой работы были рассмотрены вопросы, касающиеся системы ИНМАРСАТ-С, а также были проведены расчеты, в результате которых были по- лучены следующие данные: -функции готовности всей системы: k=1; 0.998; 0.997; 0.998 - оптимизации параметров технической эксплуатации системы: К=1; С= - оптимального времени профилактического обслуживания всей исследуе- мой системы: τ=5.267 - оптимального числа операторов в бригадах технического обслуживания: 1 человек - оптимального комплекта ЗИП: для невосстанавливаемых частей- 9 штук, для восстанавливаемых частей- 2 штук. ФЭВТиСВ.25.05.03.004.ПЗ Лист 20 Изм. Лист № докум. Подпись Дата СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Лицкевич А.П., Демьянов В.В. Прикладная теория надежности радио- электронного оборудования и морских информационных систем. Ново-российск: НГМА, 2000 – 158 c., ил. 2. Алексеенко А.Я., Адерихин И.В. Эксплуатация радиотехнических систем. – М.: Воениздат, 1980 – 223 с., ил. 3. Ястребенецкий М.А., Иванова Г.М. Надежность АСУ технологическими процессами: Учебное ппособие для вузов.– М.: Энергоиздат, 1989 – 254 с. 4. Черкесов Г.Н. Надежность аппаратно-программных комплексов. Учебное пособие. – СПб.: Питер, 2005 – 479 с. 5. Вентцель Е.С. Теория вероятностей.– М.: Гос. издательство физико- математической литературы, 1962 – 386 с. 6. Леонов А.И., Дубровский Н.Ф. Основы технической эксплуатации быто- вой радиоэлектронной аппаратуры: Учебник для вузов. – М.: Легпромбытиздат, 1991 – 272 с. 7. Конвенция о Международной организации морской спутниковой связи (ИНМАРСАТ) (вместе с Процедурой разрешения споров, предусмотренных ст. 31 Конвенции и ст. XVI Эксплуатационного соглашения 1976 г., ред. от 16.10.1985 : офиц. текст [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://zakon base.ru/content/nav/7767 (дата обращения: 02.07.2022). |