УП АСУ и связь. Рысев, Сердюк, Храпский 2013. Автоматизированные системы связи
 Скачать 216.55 Kb.
|
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ СВЯЗИИ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЖАРНОЙ ОХРАНЫ ЗАДАЧИ АСУ Структура АСОУ определяется количеством и сложностью решаемых ею задач, а эффективность – степенью автоматизации решения этих задач и опти- мальным составом технических средств. Разрабатываемая АССОУПО должна эффективно решать следующие задачи: хранение информации о состоянии всех видов пожарной техники в гар- низоне; хранение справочных данных об объектах; хранение типовых программ тушения пожаров различных рангов; хранение расписания выездов пожарных подразделений; прием и автоматическая регистрация всех видов информации; автоматизация диалога диспетчерскийпункт–заявитель; автоматизация выбора и анализа поступающей информации; автоматизация выбора оптимального управляющего воздействия; автоматизация передачи приказов ПЧ; автоматизация контроля исполнения приказов; автоматизация корректировки сведений о текущем составе техники; автоматизация выбора оптимального маршрута следования; хранение и автоматизация поиска оперативных планов тушения пожа- ров конкретных объектов; автоматизация отображения оперативной обстановки в городе на элек- трифицированном светоплане; автоматизация отображения наличия пожарной техники в ПЧ; автоматизация отображения на светоплане маршрута движения техни- ки к месту пожара; автоматизация контроля времени прибытия пожарной техники на по- жар и в ПЧ; автоматизация прогнозирования развития пожаров для наиболее важ- ных объектов; автоматизация выработки упреждающих управленческих решений по тушению пожаров; обеспечение круглосуточной надежной оперативной связи. С учетом сформулированных задач примерная схема АСОУ имеет вид, изображенный на рис. 7.1. При поступлении сообщения о пожаре оно автома- тически принимается и регистрируется подсистемой приема и автоматической регистрации информации (ПАРИ), оценивается подсистемой анализа информа- ции (АИ), которая с помощью имеющихся сведений в подсистеме информаци- онно-справочного фонда (ИСФ) и типовых расписаний выездов (РВ) пожарных подразделений выдает соответствующие возникшей оперативной ситуации данные подсистеме выработки управленческого решения (ВУР). Управленче- ское решение – это приказ на выезд соответствующим пожарным подразделе- ниям, который передается подсистемой передачи приказов (ПП) по команде диспетчера пожарным частям (ПЧ). Исполнение приказа – выезд пожарных ав- томобилей автоматически контролируется на диспетчерском пункте подсисте- мой контроля исполнения приказа (КИП) за счет поступления сигналов от дат- чиков, установленных в местах стоянок автомобилей в пожарных частях. При наличии подсистемы прогнозирования развития пожара (ПРП) и выработ- ки упреждающих решений формирование приказов осуществляется с учетом выданных указанной подсистемой прогнозов.  Рис.7.1. Функциональная схема АСОУ Подсистема оптимизации маршрута следования (ОМС) на основании по- лученного адреса пожара выдает оптимальный маршрут следования техники из каждой пожарной части с целью сокращения времени ее прибытия на место пожара. А подсистема слежения по маршруту (СМ) обеспечивает автоматиче- ское слежение за движением пожарных автомобилей по городу с выдачей под- тверждающего сигнала на диспетчерский пункт о времени прибытия каждой машины на место пожара. Вся информация о наличии техники в пожарных частях гарнизона, ее убы- тии и прибытии отображается на световом табло с указанием текущего време- ни. С помощью подсистемы отображения наличия техники (ОНТ) диспетчер имеет в любое текущее время точные сведения о наличии техники в боевой го- товности по всем пожарным частям. Оперативная обстановка в городе отобра- жается на электрифицированном светоплане города с помощью подсистемы отображения оперативной обстановки города (ООГ). Для осуществления связи диспетчера с различными абонентами имеется пульт связи (ПС). Функциональная схема АССОУПО должна включать в себя устройство распределения входящих по линиям спецсвязи «01» вызовов и сообщений; уст- ройство предварительного анализа и фильтрации вызовов, которые поступают на пульт связи диспетчера (ПСД); устройство автоматического определения номера абонента (АОН); устройства ввода информации в ПЭВМ (УВИ); персо- нальную ЭВМ (ПЭВМ); электрифицированный светоплан города; табло нали- чия и состояния техники; аппаратуру передачи данных – факс-модемы (для пе- редачи приказа на выезд техники из пожарных частей); аппаратуру контроля исполнения приказов, сигналы которой поступают на ЦУС от пожарных частей. Кроме того, для поддержания устойчивой связи диспетчера с пожарными авто- мобилями и пожарными частями используется стационарная радиостанция (РС). Функциональная схема АСУ должна включать в себя все вышеперечис- ленные компоненты и отражать их взаимодействие. Примерная функциональная схема АСУ представлена на рис. 7.2.  Рис.7.2.Функциональная схема АСУ РАСЧЕТ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ АССОУПО И ЭФФЕКТИВНОСТИ ЕЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ В ходе исследования пропускной способности и эффективности функцио- нирования АССОУПО проводят следующие действия. Определение необходимого количества диспетчеров для АСУ. Время занятости диспетчера обслуживанием одного вызова при внедрении АСCОУПО: τобс τп τвур τпп2 . По заданной интенсивности потока вызовов , поступающих в систему, и величине времени обслуживания одного вызова диспетчером определяется полная нагрузка на всех диспетчеров за смену (12 часов): yl 60обс12 . Допустимая нагрузка на одного диспетчера за смену с учетом коэффици- ента занятости составляет y1доп Kдy1макс. Необходимое число диспетчеров определяется по формуле nд yд . y1доп Значение nдокругляется до большего целого. Определение количества каналов связи для передачи приказов в ПЧ и получения подтверждения. Количество каналов связи определяется в соответствии с количеством по- жарных частей: nк=Nпч. Расчет пропускной способности АССОУПО. Вероятность того, что все три диспетчера свободны, определяется как n 1 P0 k. y k0 k! где y– нагрузка на диспетчеров при обслуживании одной поступившей заявки, y=обс2. Вероятность одновременной занятости всех nдиспетчеров (вероятность отказа в обслуживании): Pn yn n! P0 . Вероятность обслуживания вызова: Pобс=1 –Pn. вок. В установившемся режиме будет обслужено 100Pобс%поступивших зая- Абсолютная пропускная способность АССОУПО (среднее время обработ- ки поступившей заявки): A= Pобс2. Расчет эффективности функционирования АССОУПО. В качестве обобщенного показателя эффективности функционирования АССОУПО может быть принято отношение обобщенного положительного ре- зультата ее применения в реальных условиях Э к приведенным затратам С на построение и эксплуатацию системы: E Э. 0 С Экономический эффект от применения системы можно выразить как Э= [(Снп1 – Снп2) + (Стп1 – Стп2) + (Ску1 – Ску2)], где Снп1, Снп2 – средние значения материальных убытков, образующихся до на- чала тушения пожара перед внедрением АССОУПО и после ее внедрения. Стоимость убытков, образующихся на этапе до прибытия пожарных и на- чала тушения, зависит от условий возникновения и характера развития пожара, времени его обнаружения, выработки управленческого решения (выбора соста- ва техники и формирования приказа на выезд пожарного подразделения), от обоснованности (правильности) выработанного управленческого решения (приказа на выезд) и удельной стоимости самих горючих материалов. В общем виде стоимость потерь, образующихся до начала пожара, можно определить по формуле Снп= Sп, где Sп– площадь горения (пожара) в момент начала тушения; – коэффициент удельной стоимости на единицу площади горения. Увеличение площади горения равно Sп= (срvл)2, где ср– время свободного развития пожара, которое рассчитывается по форму- ле ср овур пп тр, где о–время от начала возникновения пожара до момента его обнаружения; вур– время обработки сообщения (заявки) с учетом выработки управлен- ческого решения на выезд для тушения пожара; пп–время передачи приказа пожарным частям; тр– время от момента выезда пожарных машин до начала тушения (транспортное время). Внедрение АССОУПО позволяет сократить значения величин времени вури ппза счет автоматизации приема и обработки заявки, а также за счет автома- тизации выработки управленческого решения и передачи приказов пожарным частям. При функционировании АССОУПО сокращаются убытки, образующиеся при тушении пожара, во-первых, за счет того, что при всех прочих равных ус- ловиях методов и средств тушения пожарное подразделение прибывает на ме- сто пожара на некоторое время раньше, следовательно, тушение начинается при меньшем размере пожара; во-вторых, за счет автоматизированного про- граммно-обоснованного выбора соответствующих пожарных частей гарнизона, номенклатуры и количественного состава пожарной техники и средств туше- ния, обеспечивающих большую эффективность тушения пожара. Следует отметить, что величина убытков Стп2 ощутима при организации одновременного тушения нескольких пожаров, при сложной оперативной об- становке, когда требуется для тушения пожаров дополнительный добор средств и техники. В этой обстановке без АСОУ даже опытный диспетчер допускает существенные ошибки в выборе нужной пожарной части и требуемого состава пожарной техники, допускает ошибки в учете задействованной и имеющейся в боевом резерве гарнизона техники, что отрицательно сказывается на резуль- тате правильного (обоснованного) добора пожарной техники при возрастании номера какого-либо пожара. Кроме того, при наличии АСОУ сокращается вре- мя, затрачиваемое диспетчером на управленческие операции, особенно в пери- од сложившейся оперативной обстановки, когда несколько раз требуется высы- лать дополнительные силы, средства и технику, что в конечном счете приводит к снижению величины убытков. В общем случае при подсчете убытков от пожаров учитывают величину непосредственного ущерба от пожара на объектах производственного и непро- изводственного назначения и косвенные убытки, связанные с ущербом, вы- званным простоем производственного предприятия по причине пожара. В состав косвенных убытков включаются: выплата заработной платы рабочим за время простоя; доплата рабочим высшей квалификации, привлеченным для ликвидации последствий пожара; оплата демонтажных работ и работ по расчистке и уборке строительных конструкций; потери от снижения прибыли из-за недовыпуска продукции; оплата штрафов за недоставку продукции; потери от капитальных вложений на восстановление основных фондов и т. д. Величина косвенных убытков может быть самой различной в зависимости от назначения объектов и размеров пожара от них. С учетом этих факторов ве- личина косвенных убытков может составить от 10 до 300 % от стоимости непо- средственного ущерба от пожаров. При проведении практических расчетов разница значений косвенных ма- териальных убытков до внедрения АСОУ и после ее внедрения может быть ус- тановлена по среднестатистическим данным применительно к соответствую- щим классам объектов. Приведенные затраты на построение и эксплуатацию системы: C Cэк EнKп, где Сэк – затраты на эксплуатацию системы (техническое обслуживание, про- филактика, ремонт); Ен– нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; Кп– затраты на построение АССОУПО (капитальные вложения). Эффективность АСОУ зависит как от вероятности безотказной работы технических средств, так и от вероятности безотказной работы диспетчера, ко- торый является одним из функциональных звеньев системы. С учетом этого эффективность АСОУ может быть окончательно определена по формуле E ЭРтсРд, С где Ртс– вероятность безотказной работы технических средств системы; Рд–вероятность безотказной работы диспетчера. Если величина Е превышает 1 (т. е. результат применения АСОУ больше приведенных затрат на эксплуатацию и построение системы), значит разработ- ка и эксплуатация АСОУ эффективна. Если Е < 1, необходимо предложить пути повышения эффективности АСОУ. СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА АССОУПО Основой АСУ является ЭВМ (рис. 7.3). АСУ в ФПС МЧС включает три подсистемы: АСУ административно-хозяйственной деятельности; АСУ пожарной профилактики объектов; АСУ оперативного управления силами и средствами тушения пожаров (АСОУ).  Рис.7.3.Структура компьютерной АССОУПО Функциональная схема АСОУ включает в себя устройство распределе- ния входящих по линиям спецсвязи «01» вызовов и сообщений; устройство предварительного анализа и фильтрации вызовов, которые поступают на пульт связи диспетчера (ПСД); устройство автоматического определения номера або- нента; устройства ввода информации в ПЭВМ; персональную ЭВМ; электри- фицированный светоплан города; табло наличия и состояния техники; аппара- туру передачи данных (АПД) (для передачи приказа на выезд техники из по- жарных частей); аппаратуру контроля исполнения приказов, сигналы которой поступают на ЦУС от пожарных частей. Кроме того, для поддержания устойчи- вой связи диспетчера с пожарными автомобилями и пожарными частями ис- пользуется стационарная радиостанция. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА ПЕРЕЧНЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АСОУ Одним из основных устройств АСОУ является ЭВМ, предназначенная для управления работой АСОУ. Конкретный тип ЭВМ зависит от требований к АСОУ и определяется быстродействием вычислительного комплекса, его функциональными возможностями, емкостью памяти, возможностью обеспече- ния работы разветвленной системы периферийного оборудования, стоимостью и надежностью. В настоящее время этим требованиям отвечают современные персональные компьютеры. Для обеспечения формирования и ведения базы данных и рабочих про- грамм служат устройства ввода-вывода данных: USB-накопители, накопители на жестких магнитных дисках (винчестерах), оптические или магнитно- оптические дисководы, стримеры (накопители на магнитной ленте), накопители на гибких магнитных дисках. Аппаратура передачи данных включает в себя модемы (факс-модемы) – устройства для сопряжения ЭВМ с телефонной линией. Для передачи данных на небольшие расстояния могут использоваться радиомодемы, что позволяет сэкономить средства на прокладку кабельных линий. Для организации взаимо- действия в пределах локальной компьютерной сети используется стандартное сетевое оборудование (например, сетевые карты ETHERNET 3 COM, NE-2000 и др.). Устройства сопряжения обеспечивают обмен информацией между ЭВМ и нестандартным оборудованием (светоплан, табло наличия техники, датчики на- личия автомобилей на местах стоянки и т. п.). Для связи с аналоговыми техни- ческими устройствами используются цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи (ЦАП и АЦП). Связь с цифровыми техническими устройства- ми может осуществляться непосредственно через стандартные порты ЭВМ (СОМ1 или LPT), но в этом случае разрабатывается специальное программное обеспечение. Для документирования информации используются принтеры: матричные, струйные, лазерные. Принцип автоматического приема и предварительного анализа вызовов основан на рациональном распределении функций между диспетчером и авто- матическим устройством, которое может с высокой скоростью и точностью различить отдельные виды вызовов. Работа устройства автоматического приема и предварительного анализа вызовов (УАП) заключается в следующем. При вызове срабатывает реле, и к спецлинии «01» подключается дроссель, обеспечивающий удержание абонента и автоответчика, который за время 2 с автоматически выдает абоненту информацию в виде слов «Пожарная охрана» и затем отключается. В зависимости от вида вызова после начала его обслужива- ния сигналы речевого спектра могут не поступить, могут поступить сигналы «Занято» (вызовы-помехи) и сигналы речевого спектра (вызов-сообщение). Если сигналы речевого спектра не поступают (абонент молчит), то через время прослушивания абонент автоматически отключается. Если появились сигналы «Занято», то абонент также автоматически отключается. Если появи- лись сигналы речевого спектра, то телефонный аппарат диспетчера подключа- ется к линии спецсвязи «01» и автоматически включается магнитофон для ре- гистрации сообщения. Применение УАП на практике показывает высокую эффективность обслу- живания вызовов. При его совместной работе с пультом диспетчера по приему вызовов «01» достигается значительное сокращение (приблизительно в 3 раза) числа вызовов, поступивших на обслуживание непосредственно диспетчеру, а вызовы-помехи к диспетчеру при этом не поступают. Кроме того, все опера- ции, связанные с обслуживанием вызовов, в этом случае удается полностью ав- томатизировать. Процесс функционирования системы в целом может быть проиллюстриро- ван на примере обработки заявки о пожаре, поступающей на ЦУС. Заявка о по- жаре по городской телефонной сети поступает на пульт связи, установленный в диспетчерском зале. Диспетчер, принимающий заявку, уточняет у заявителя адрес пожара, что горит, и вводит эти данные в систему с помощью устройства ввода информации – терминала, установленного на его рабочем месте. Инфор- мация о пожаре поступает в устройство управления и обработки информации (в ЭВМ), укомплектованное соответствующим периферийным оборудованием. ЭВМ, в соответствии с заложенной в нее программой, по введенному в нее ад- ресу определяет, какую технику и из каких пожарных частей необходимо вы- слать на тушение пожара. Перечень техники и список пожарных частей выво- дятся на экран дисплея. Оператор просматривает этот список и принимает ре- шение на его утверждение или коррекцию. Коррекция заключается в том, что оператор может сократить, увеличить или видоизменить список техники. После утверждения приказы на высылку техники рассылаются по задействованным пожарным частям. В диспетчерском пункте ПЧ приказ поступает по модемной линии на ЭВМ оператора, записывается на магнитный носитель и распечатывается на принте- ре. Одновременно осуществляется контроль выезда техники из депо ПЧ. На ка- ждой стоянке установлен датчик, контролирующий наличие техники. Эта ин- формация постоянно поступает на пульт наличия пожарной техники и далее по линиям связи на селектор-мультиплексор и затем в ЭВМ. Когда вся техника, перечисленная в приказе о выезде, уходит из депо ПЧ, ЭВМ в соответствии с программой печатает путевку, в которой указывается адрес и номер пожара, время выдачи приказа и время получения путевки. После этого на светоплане ЦУС отображается место пожара и ПЧ, задействованные на его тушение, а на табло наличия и состояния техники подсвечиваются красными лампочками единицы техники, выехавшей на пожар. Оператор ЦУС, помимо отдачи прика- зов, с помощью дисплея может пользоваться системой в справочно-информа- ционном режиме. Вводя соответствующие команды с терминала, он может по- лучить на экране информацию о любом текущем пожаре (адрес, номер пожара, необходимая техника, номера ПЧ). Кроме того, он может получить справочную информацию о наличии техники в гарнизоне по состояниям: боевой расчет, ре- зерв, ремонт, на учениях. Эта информация может быть отражена на экране дис- плея или табло наличия и состояния техники. |