Проектирование сети телеграфной связи на железной дороге

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ » 

Кафедра  «Электрическая связь»















ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к   курсовому   проекту

по дисциплине «Передача дискретных сообщений»

на тему: 

«Проектирование сети телеграфной связи на железной дороге»









Выполнила: 

     

Руководитель:   

 Кудряшов В.А



















Санкт – Петербург

2009г.


СОДЕРЖАНИЕ



1. ПОНЯТИЕ О СЕТЯХ………………………………………………………………………... 3



2. ПОСТРОЕНИЕ КРАТЧАЙШЕСВЯЗНОЙ СЕТИ………………………………………….. 4



	3. РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ НАДЕЖНОСТИ……………………………………………….. 6

	

	4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ……………………………………... 8

	

	5. СХЕМА МАГИСТРАЛЬНОЙ И ДОРОЖНОЙ СВЯЗИ …………………………………... 9

	

	6. СХЕМА СВЯЗИ ……………………………………………………………………………. 10

	

	7. СХЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОБОРУДОВАНИЯ УЗЛА ДУ1………………………... 11



8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………………… 12



ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………….. 15



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………………………... 16































































1. ПОНЯТИЕ О СЕТЯХ



Сетью передачи дискретных сообщений называется вторичная сеть связи, обеспечивающая обмен телеграфными сообщениями, передачу данных, обмен факсимильными данными и другими видами дискретных сообщений (сообщения системы “ЭКСПРЕСС”, сигналы телеуправления и др.) между пользователями. Главной задачей сети ПДС является доставка сообщений по требуемому адресу в указанные сроки при заданной верности передачи. В состав технических средств сети ПДС входят центры коммутации различного класса: узлы коммутации (УК), концентраторы (Кц), мультиплексоры (М), каналы связи: соединительные линии (СЛ), абонентские линии (АЛ) и разнообразные оконечные пункты: телеграфные аппараты (ТА), аппаратура передачи данных (АПД), персональные ЭВМ и др. Кроме того, к сети ПДС подключаются информационно-вычислительные центры управлений дорог (ДИВЦ) и главный информационно-вычислительный цент МПС (ГИВЦ).

Классификацию сетей ПДС можно провести по разным признакам: типу передаваемых сообщений, скоростям передачи, размеру охватываемой территории, виду структуры сети, методам коммутации, способу управления сетью.

По типу передаваемых сообщений различают телеграфные сети, сети передачи данных, факсимильные сети. Телеграфные сети предназначены для обмена буквенно-цифровой информацией между людьми. Их отличает низкая скорость передачи, невысокие требования к имени доставки сообщений, широкое использование электромеханических аппаратов. Сети передачи данных предназначены для обмена формализованной цифровой информацией между автоматическими устройствами в автоматизированных системах управления с последующей обработкой ее на ЭВМ. В качестве оконечных устройств в сетях ПД применяют электронные аппараты, работающие со средними скоростями, снабженные устройствами повышения верности передачи. Сети факсимильной связи используются для передачи неподвижных графических изображений или текстов, таблиц, графиков. 

По скорости передачи информации сети ПДС делятся на три группы: низкоскоростные телеграфные со скоростью передачи 50 бит/с и передачи данных со скоростью передачи 50, 100 и 200 бит/с; среднескоростные со скоростями передачи 600-9600 бит/с; высокоскоростные со скоростями передачи свыше 9600 бит/с.

По охватываемой территории различают крупномасштабные (глобальные) сети, развернутые на территории отрасли, страны, континента, и замкнутые (локальные) сети, расположенные на ограниченной площади (одно административное здание, площадка замкнутого технологического процесса).

По типу топологической структуры сети ПДС делят на иерархические и неиерархические. В первых из них ярко выражено подчинение одних узлов другим в соответствии со ступенями иерархии. Вторые представляют собой сеть равноправных партнеров. Чаще всего это локальные сети.

По методу коммутации различают сети с долговременной коммутацией и сети с оперативной коммутацией.

Долговременной (кроссовой) коммутацией называется такой способ коммутации, при котором между пунктами организуется прямое соединение на время, превышающее время одного сеанса связи. При оперативной коммутации между корреспондирующими пунктами организуются временные соединения на время обмена сообщениями между ними. Различают три вида оперативной коммутации: коммутация каналов (КК), коммутация сообщений (КС) и коммутация пакетов (КП).

По способу управления различают сети с централизованным и децентрализованным управлением. В первом случае на сети организуется один центр управления, а во втором система управления имеет распределенную структуру с центрами управления на различных иерархических уровнях.

2. ПОСТРОЕНИЕ КРАТЧАЙШЕСВЯЗНОЙ СЕТИ

	

Поставленная задача является задачей минимизации длины ребер сети. Ее решением является самая дешевая подсеть, которая связна, не содержит циклов и включает все вершины сети, т.е. является остовным деревом или кратчайшесвязной сетью (КСС). Исходными данными возьмем нуль-граф и адекватную ему дистанционную матрицу D. Решение задачи может быть поставлено в виде алгоритма Прима. Суть его заключается в том, что выбрав некоторый начальный узел, соединяем его с соседним узлом ребром минимального веса. Полагая вторую вершину выбранной, отыскиваем минимальное ребро от нее к следующей вершине, но так, чтобы не получилось цикла. Так поступаем до тех пор, пока все вершины не окажутся выбранными. Для сетей малой размерности (менее 10 узлов) можно воспользоваться модифицированным алгоритмом Прима, который дает решение в табличной форме. На рис.1 приведен нуль-граф. Адекватная ему дистанционная матрица имеет вид



Нуль-граф



7



4



1





2





3



5





6





Рис.1 Нуль-граф





 Дистанционная матрица



1   2   3   4   5   6   7

       1      0  15 64 25 28 47 57

 				       2     15 0  52 18 15 34 48

       3     64 52 0  41 52 26 20

 D= 4	  25 18 41 0  28 30 32

       5     26 15 52 28 0  27 53

       6     47 34 26 30 27 0  35

       7     57 48 20 32 53 35 0





	Далее строится таблица (табл. 1), содержащая одинаковое с дистанционной матрицей количество строк, а столбцов на единицу меньше числа столбцов дистанционной матрицы. Из матрицы берется любая строка и ею заполняется первая строка таблицы; нулевой элемент строки не вписывается в таблицу. Столбцы таблицы нумеруются в соответствии с номерами столбцов дистанционной матрицы. Элементы i-й строки получают индекс этой строки. При этом оказывается выбранным узел ai. Пусть в нашей таблице это будет первая строка.

	Из первой строки таблицы выбирается минимальное значение длины ребра от узла ai к узлу aj. Элементы выбранного столбца из дальнейшего рассмотрения исключаются. Найденное ребро получает индекс, составленный из индекса выбранного числа и номера столбца, в котором оно находилось. Далее просматривается строка дистанционной матрицы, соответствующая номеру выбранного столбца таблицы, и ее элементы сравниваются с оставшимися элементами предыдущей строки из одноименных столбцов. Формируется вторая строка из минимальных значений сравниваемых чисел, которые получают в ней соответствующий индекс. Из нее выбирается вновь минимальное значение, и процедуры по записи выбранного ребра и формированию следующей строки таблицы повторяются. Эти операции повторяются до тех пор, пока в таблице не получится пустая строка.

	



Таблица 1

2

3

4

5

6

7

Выбранная ветвь сети βij

151

641

251

281

471

571

β12=15

Х

522

182

152

342

482

β25=15

Х

525

182

Х

275

482

β24=18

Х

414

Х

Х

275

324

β56=27

Х

266

Х

Х

Х

324

β63=26

Х

Х

Х

Х

Х

203

β37=20

Х

Х

Х

Х

Х

Х





	Полученный таким образом граф является остовым деревом минимального веса, а следовательно, и минимальной стоимости. Он приведен на рис.2



Граф минимального веса



7

6

5

4

1







2



3









Рис.2 Граф минимального веса





	Данный граф, являясь связным графом, но он не обладает нужной живучестью, так как его связность равна 1. Для удовлетворения требования надежности необходимо дополнить полученный граф так, чтобы связность его, по крайней мере, была равна двум (штриховые линии). Данный граф представлен на рис.3.





	

4

7

	

1

	

3

5

2

6











Рис.3 Граф со связностью равной 2

	3. РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ НАДЕЖНОСТИ

	

	При проектировании сети ПДС много внимания уделяется надежности их работы, под которой понимают способность сети пропускать заданные потребителями информационные потоки с определенной вероятностью доставки к месту назначения при любых случайных повреждениях в сети и даже с определенными ограничениями в аварийных ситуациях.

	

Характеристика структурной надежности:

		Вероятность отказа pi

		Вероятность исправной работы qi=1-pi.

	

	Н13- надежность между точками 1 и 3

	

4

	

g

	

e

6

5

c

b

f

g

a

h

c

5

b

6

1

2

3

7

e

f

d

h

a

b

c

3

e

f

g

h

a

4

2

3

7

1

5

6

7

4

2

1

pd=1

qd=1























































4



3040

2375		



3

1900

6

7

1		



1425

5

2565

2470			



2

1425		

 Для pd=1:











Для qd=1:









Вывод: сеть считается не надежной, так как , т.е 





































































4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАГИСТРАЛЬНЫХ УЧАСТКОВ





ОУ1

ОУ2

ОУ3

ОУ4

ОУ5

ОУ6

ДУ1

к ДУ2

к ДУ3



















Рис.4 Схема связи дорожных и отделенческих узлов





ДУ2, ДУ1, ДУ3 – магистральные участки

ОУ1, ОУ2, ОУ3, ОУ4, ОУ5, ОУ6 – отделения











ОУ6



ОУ3



ОУ1

ОУ2

ОУ4

ОУ5

ДУ1

к ДУ2

к ДУ3



















Рис.5 Магистральная связь между ДУ1







Магистральный участок: ОУ1 - ДУ1 - ОУ4 - ОУ5 - ОУ2

Ответвления: ДУ1 – ОУ3

		ОУ2 – ОУ6

























5. СХЕМА МАГИСТРАЛЬНОЙ И ДОРОЖНОЙ СВЯЗИ







6*50



9*50





4*50

ОУ6

ОУ3



ОУ1



к ДУ3

7*50



ДУ1



5*200

3*200



ОУ2



к ДУ2

3*50



ОУ4

ОУ5



7*50





4*200









4*50

			Дорожная связь (ν =50 Бод)



4*200

	                                   Магистральная связь (ν =200 Бод)



























































6. СХЕМА СВЯЗИ

























































































			СХЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОБОРУДОВАНИЯ УЗЛА ДУ1

	

	

	

Корреспондент сети ОСП

	

ДУ1

Узел связи

ЛАЦ (ЦСП)

от ДУ1

	

Метал. (ОУ3)

ВОК

ВОК

ИВЦ

ООД

ООД

АРМ

АРМ

Экспедиция













ТКС В-2000

х.32

х.4

3



5











































		

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

	

	Экономическая часть включает в себя:

			Составление спецификаций на оборудование монтированное на ДУ1

			Составление сметы на строительство

	

	Смета определяет сумму необходимых средств на строительство проектируемой станции, хода финансирования, снабжение материалом, анализа себестоимости.

	

	К смете относится:

	Прямые затраты

	Накладной расход

	Плановые накопления

	

	Прямые затраты – затраты, которые составляются из расходов связанных непосредственно со строительством (стоимость оборудования, стоимость материалов, заработная плата работников).

	Накладные расходы – затраты связанные с организацией и управлением строительства (зарплаты управляемого персонала, административно-хозяйственные расходы, амортизация).

	Плановые накопления – накопления, для расширения производительности общественных фондов государства.

	

	Вначале составим спецификацию оборудования, смету на оборудование. В конце табл.2 учитываются прочие расходы и затраты необходимые для оплаты льгот строительных организаций (постройка временных зданий и сооружений и т. д).

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	Табл.1. «Спецификация оборудования устанавливаемого и монтируемого при строительстве телеграфной станции при управлении дороги ДУ1 на сумму 565’117,74 руб. »

	

	Наименование оборудования и затрат

	Единица измерения

	Кол-во ед.

	Стоимость, руб

	

	

	

	единичная

	общая

	Iгр.

	

	

	

	

	Оконечное оборудование

	

	

	

	

	Ф-2000

	шт.

	8

	9200

	73600

	АРМ-Т х.4

	шт.

	1

	13300

	13300

	АРМ-Т х.32

	шт.

	1

	100000

	100000

	IIгр.

	

	

	

	

	Коммутационное оборудование

	

	

	

	

	В-2000

	шт.

	1

	130000

	130000

	IIIгр.

	

	

	

	

	Измерительное оборудование

	

	

	

	

	ИК-3У

	компл.

	1

	51000

	51000

	ЭДИТ-2

	шт.

	1

	40000

	40000

	Анализатор протоколов

	шт.

	1

	130000

	130000

Итого:

                                                                           537900

Транспортные расходы

%

4

-

21516

Наценка на содержание БАЗ ГУМТО

%

1

-

5379

Итого:

                                                                    26895

Заготовительско-складские расходы

%

1,2

-

322,74

Итого:

                                                                         322,74

ВСЕГО ПО СПЕЦИФИКАЦИИ:

                                                                                               

		565117,74







































Табл.2. «Смета на строительство телеграфной станции узла связи при управлении дороги ДУ1 на сумму 789’651,98 руб.»



Основание принятой стоимости

Наименование работ и затрат

Ед. измер.

Кол-во ед.

Стоимость, руб









единич.

общая

Ориентировочно

1. Монтажные работы

%

7,5

-

40342,5

Итого:

                                                                                           40342,5



2. Стоимость материалов неучтенных ценниками на строительные работы

%

7,5

-

42383,83

Итого:

                                                                                           42383,83

Спецификация

3. Удорожание стоимости работ вследствие малого объема

%

3



16953,53



4. Стоимость оборудования







565117,74

Итого:

                                                                                          582071,27



5. Накладные расходы

%

17



98952,2



6. Плановые накопления

%

2,5



14551,78

Итого:

                                                                                          113503,98



7. Прочие расходы и затраты

%

10



11350,4

СУММА ВСЕГО ПО СМЕТЕ:

                                                                                 789’651,98              



















































	ЗАКЛЮЧЕНИЕ

	

	В данном курсовом проекте была спроектирована сеть телеграфной связи на железнодорожном транспорте. Были выполнены условия: передача сообщений точно в соответствии с адресом, минимальное время доставки сообщения, минимальное отличие от оригинала, высокая надежность работы системы. В процессе проектирования сети ПДС были выполнены следующие задачи: выбор наиболее экономичной топологии и расчет структурной надежности. Построены схема взаимодействия оборудования и большая схема связи, а так же составлена спецификация оборудования устанавливаемого и  монтируемого на ДУ1 и составлена смета на строительство телеграфной станции узла связи при управлении дороги ДУ1.

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ:

	

	Кудряшов В.А., Семенюта Н.Ф. Передача дискретной информации на железнодорожном транспорте. – М.,1999. 







8