Разработка системы связи и автоматизированной системы оперативного управления гарнизона пожарной охраны

Таблица 1.6 Значения коэффициента ослабления в зависимости от рельефа  местности 

Δh, м	30	40	50	70	90	110	120	140	150	170	190
Восл, дБ	-2	-1	0	1	3	4	5	6	7	8	9

 

Δh, м	210	230	250	290	330	360	500
Восл, дБ	10	11	12	13	14	15	16

 

При расчете условий обеспечения  заданной дальности радиосвязи минимальное  значение напряженности поля сигнала E_min, дБ, при котором обеспечивается высокое качество радиосвязи, принимается равным 20 дБ (10 мкВ/м).

При одновременной работе близко расположенных радиостанций, работающих в различных радиосетях (на различных несущих частотах), возникает проблема обеспечения  электромагнитной совместимости, т.е. проблема обеспечения совместной работы радиостанций без взаимных мешающих влияний.

Под мешающими влияниями, прежде всего, понимается влияние передатчика  одной радиостанции на приемник другой радиостанции, которые разнесены  территориально и по частоте. Мешающие влияния должны учитываться, в первую очередь, в части блокирования сигнала  помехой. Результаты экспериментальных  исследований приемопередатчиков стационарных и возимых радиостанций показали, что для обеспечения заданного  качества и надежности радиосвязи (заданного  отношения сигнал/шум на выходе низкочастотного  тракта приемника) в случае превышения допустимого уровня сигнала на входе  приемника [1, 12].

При заданной в контрольной  работе величине превышения допустимого  уровня мешающего сигнала ΔЕ_доп, дБ для обеспечения радиосвязи с заданным качеством и надежностью необходимо минимальную величину напряженности поля E_min увеличить на величину ΔЕ_доп.

Определение дальности радиосвязи необходимо проводить исходя из минимального значения напряженности поля с учетом влияния рельефа местности, выходной мощности передатчика, затухания антенно-фидерных трактов передатчика β₁l₁ и приемника β₂l₂, коэффициентов усиления передающей G₁ и приемной G₂ антенн, величины превышения допустимого уровня помехи ΔE_доп.

С учетом вышеизложенного, величина напряженности поля сигнала определяется по формуле [12]

E_сигн =  E_мин + B_осл – B_м + β₁l₁ – G₁ + β₂l₂ – G₂ + ΔE_доп,

где β₁, β₂ – коэффициенты погонного затухания фидерного тракта передатчика и приемника соответственно, дБ/м (определяется в зависимости от типа заданного коаксиального кабеля рис.1.7); l₁ и l₂ – длина фидерного тракта передатчика радиостанции ЦУС и приемника радиостанции ПЧ соответственно, м; G₁ = G₂ = 1,5 дБ – коэффициенты усиления антенн передатчика и приемника соответственно; B_м – поправочный коэффициент, величина которого принимается равной 0 дБ (в соответствии с графиком на рис.1.5) в случае использования радиостанций, имеющих мощность излучения передатчика Рпер = 8,5 Вт.

Расчет и выбор  установки антенн стационарных радиостанций.

В соответствии с заданием разрабатывается координатная сетка  расположения пожарных частей заданного  гарнизона пожарной охраны, на которой  указываются высоты размещения ПЧ в  зависимости от параметра рельефа  местности (приложение 1, координатная сетка № 1) и строится схема организации  радиосвязи с указанием радиосетей и радионаправлений – рис.1.6. Расстояние от ЦУС до самой удаленной ПЧ-2 определяется из условия, что одна клетка координатной сетки равна 2 км,

 

Параметр рельефа местности 

Δh = h_max – h_min = 232 –152= 80 м.

Предположим, что радиостанции в сети радиосвязи заданного гарнизона  пожарной охраны работают в диапазоне  частот 172…173 МГц. Тогда из графических зависимостей на рис.1.7 для типа коаксиального кабеля РК 75-7-15 погонного затухания β = 0,0525 дБ/м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

G

R

10

ПЧ-8 Н=203м

ПЧ-3 Н=153 м

ПЧ-7 Н=156м

ПЧ-4 Н=181м

9

8

ПЧ-1 Н=168м

7

6

5

4

3

ПЧ-5 Н=203м

ПЧ-2 Н=221м

ПЧ-6 Н=232м

2

1

 

Рис. 1.6. Схема организации  радиосвязи в заданном гарнизоне  ПО

 Определяем величину  напряженности поля сигнала 

E_сигн =  E_мин + B_осл – B_м + β₁l₁ – G₁ + β₂l₂ – G₂ + ΔE_доп =

= 20 + 2 – 0 + 0,525*25 – 1,5 + 0,525*15 – 1,5 + 5 = 23 дБ.

По полученной величине напряженности  поля сигнала на входе приемника Е_сигн = 23 дБ и заданному удалению ПЧ-2 от ЦУС (заданной дальности радиосвязи) d = 21,6 км с помощью графиков (рис.1.4) определяется произведение высот антенн h₁*h₂ = 75 м². Из полученного произведения высот выбираются необходимые высоты стационарных антенн ЦУС h₁ = 15 м и удаленной ПЧ-2 h₂ = 10 м.

Пользуясь изложенным выше алгоритмом расчета, можно определить максимальную дальность радиосвязи между ЦУС и пожарными автомобилями. В этом случае высота установки антенны  на пожарном автомобиле принимается  равной 2 м. Проведение данного расчета в задание не входит.

 

1.4. Разработка  схемы организации и размещения 

средств связи на месте пожара

Связь на пожаре (рис.1.8) предназначена  для управления силами и средствами, обеспечения их взаимодействия и  обмена информацией [2]. Связь на пожаре организуется для управления пожарными  подразделениями на месте пожара, обеспечения их взаимодействия и  своевременной передачи информации с места пожара на ЦУС или ПЧ.

Рис.1.7. Кривые удельного  сопротивления коаксиальных кабелей

На месте пожара должны быть организованы три вида связи [2]:

1 связь управления – между руководителем тушения пожара (РТП), штабом пожаротушения (НШ), начальником тыла (НТ), боевыми участками (БУ) и подразделениями, работающими на пожаре при помощи возимых и носимых радиостанций, полевых телефонных аппаратов и переговорных устройств, громкоговорящих устройств и мегафонов;

2 связь взаимодействия – между начальниками боевых участков и подразделениями, работающими на пожаре, при помощи радиостанций, полевых телефонных аппаратов и сигнально-переговорных устройств;

3 связь информации – между оперативным штабом пожаротушения (РТП) и ЦУС с использованием телефонных аппаратов городской телефонной сети или с помощью радиостанции, установленной на автомобиле связи и освещения.

Для организации проводной  связи используется коммутатор оперативной  связи (КОС), обеспечивающий подключение  полевых телефонных аппаратов РТП  и начальников боевых участков. Для  организации телефонной связи РТП  с диспетчером ЦУС в коммутаторе  оперативной связи предусмотрена  возможность подключения к телефонной сети города через районную АТС.

 Для громкоговорящего  оповещения на месте пожара  используется усилитель мощности (УМ), к которому подключаются  громкоговорители по числу боевых  участков. При этом РТП с помощью  выносного микрофона (М) имеет  возможность передачи циркулярной  информации на все боевые участки. 

Радиосвязь РТП с начальниками БУ и должностными лицами на пожаре осуществляется с помощью возимых (РВ) и носимых (РН) радиостанций, а  радиосвязь РТП с диспетчером  ЦУС – с помощью возимой  радиостанции на автомобиле связи и  освещения и стационарной радиостанции (РС) на ЦУС.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1.8. Схема организации  и размещения средств радио и  проводной связи на пожаре

1.5. Разработка  структурной схемы проводной  связи гарнизона ПО

В соответствии с заданием разрабатывается координатная сетка (рис.1.9) расположения пожарных частей в заданном гарнизоне пожарной охраны, расположения АТС и особо важных объектов, на которой указываются  проводные линии связи и способы  их соединения.

 

1.6. Выбор перечня  технических средств связи и  оперативного управления для  заданного гарнизона ПО

В контрольной работе необходимо выбрать технические средства связи  стационарных и подвижных узлов  связи гарнизона, а также линий  и каналов связи, предназначенных  для обеспечения управления повседневной деятельностью подразделений гарнизона  пожарной охраны.

Средства связи – основные элементы подвижных и стационарных объектов связи гарнизона пожарной охраны. В соответствии с действующими нормативными документами ГПС МЧС России к техническим средствам связи и управления гарнизона относятся:

- средства телекоммуникаций;

- измерительная аппаратура, зарядные и выпрямительные устройства, источники и агрегаты электропитания;

- проводные линейные средства: подземные и подводные кабели, легкие полевые кабели связи,  полевые кабели дальней связи,  вводно-соединительные и распределительные  полевые кабели, арматура и материалы  для постройки или прокладки  линий связи; 

- сигнальные средства  оповещения (звуковые, светотехнические  и др.).

Средства телекоммуникаций:

радиостанции;

радиопередатчики;

ретрансляторы;

радиорелейные станции;

телеграфная, фототелеграфная, факсимильная, телефонная, телевизионная  аппаратура;

аппаратура звукозаписи  и громкоговорящей связи;

средства оповещения.

К средствам телекоммуникаций относится оборудование, предназначенное  для передачи, приема и преобразования информации, образования каналов  связи и передачи данных.

Рис.1.9. Структурная схема  системы проводной связи в  гарнизоне ПО

 Сеть оперативной связи ГПС строится таким образом, чтобы операторам (диспетчерам) ЦУС, ПСО, ПСЧ и руководству подразделений ГПС была обеспечена безотказная возможность быстрого вхождения в связь с абонентами подразделений и наоборот. Сети оперативной связи ГПС МЧС России строятся на основе проводных, волоконно-оптических, радио и спутниковых каналов связи, ведомственных и локальных информационных сетей.

Отличительные особенности системы оперативной связи ГПС:

- относительная автономность (корпоративность) сети оперативной  связи в пределах определенного  структурного подразделения и  гарнизона в целом; 

- обеспечение возможности  оперативного и надежного вхождения  в связь в пределах гарнизона; 

- конструктивные отличительные  качества и особые электрические  параметры оконечных устройств; 

- возможность групповых  соединений;

- использование усилителей  и громкоговорящих устройств  передачи и приема информации;

- наличие приоритетных  соединений для отдельных категорий  руководителей и операторов системы  управления подразделениями пожарной  охраны;

- установка оконечных  устройств телекоммуникаций непосредственно  на рабочих местах операторов  и руководства, возможностью вхождения  в связь независимо от местонахождения  абонента в пределах структурного  подразделения или гарнизона  ГПС; 

- обеспечение устойчивой  связи независимо от условий  ее организации (повышенный уровень  шумов на месте пожара, влияние  погодных условий, повышенные  динамические нагрузки и соблюдение  жестких требований к влаго-пылезащищенности  ТССУ);

- использование звукозаписи,  протоколирования, документирования  и повторного воспроизведения.

Для организации системы  оперативной связи гарнизона  пожарной охраны должны использоваться современные технические средства проводной и радиосвязи, сертифицированные  и используемые в МЧС, МВД и  Минобороны России.

Примерный перечень технических  средств, необходимых для организации  системы оперативной связи гарнизона  пожарной охраны, приведен в таблице 1.7. Для ФЗО перечень технических  средств выбирается из состава средств, используемых в гарнизоне пожарной охраны по месту прохождения службы.