Применение эволюционного алгоритма для решения задачи оптимального размещения ретрансляторов

Размещено на http://www.allbest.ru/

УЗБЕКСКОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ

САМАРКАНДСКИЙ ФИЛИАЛ ТАШКЕНТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Факультет "Информатики и педагогической технологии"

Кафедра "Общепрофессиональных дисциплины"

ВЫПУСКНАЯ

КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

для получения академической степени бакалавра по направлению

5521900-"Информатика и информационных технологий"

ТЕМА: Применение эволюционного алгоритма для решения задачи оптимального размещения ретрансляторов

Абдихамидов М

Самарканд

2012

Содержание

• Введение
• Глава 1. Проектирование сотовых сетей связи
• 1.1 Ретрансляторы систем радиосвязи
• 1.2 Основные параметры стандарта
• 1.3 Структура сотовой сети связи
• 1.4 Расчет основных параметров сотовой сети связи
• Глава 2. Решения задачи оптимального размещения ретрансляторов
• 2.1 Применение эволюционного алгоритма для решения задачи оптимального размещения ретрансляторов
• 2.2 Программное обеспечения алгоритма
• Глава 3. Безопасность жизнедеятельности
• 3.1 Экологическая экспертиза
• 3.2 Производственная безопасность
• Заключение
• Литература
• Приложение
• Введение

• 
• Глава 1. Проектирование сотовых сетей связи
• 1.1 Ретрансляторы систем радиосвязи

Ретранслятор -- оборудование связи, которое соединяет два или более радиопередатчиков, удалённых друг от друга на большие расстояния.

В случае использования космических средств связи говорят о спутниках связи или о спутниках-ретрансляторах, [5].

Ретрансляторы, дублирующие сигнал с существенной задержкой по времени и/или повторяющие его несколько раз, называют также "попугаями". Слово "ретранслятор" также применяется в переносном смысле, например о человеке, передающем другим воспринятое им мнение (см. Манипулирование сознанием и т. п.)

Активные ретрансляторы. Ретранслятор активный -- приёмо-передающее радиотехническое устройство, располагающееся на промежуточных пунктах линий радиосвязи, усиливающее принимаемые сигналы и передающее их дальше.

В качестве промежуточного пункта может использоваться как неподвижный объект (башня радиорелейной линии, здание), так и подвижный объект (например, спутник связи).

Активный ретранслятор имеет антенну (или несколько антенн), радиоприёмник, радиопередатчик, источник электрического питания, средства дистанционного управления и контроля оборудования, средства автоматизации.

Современная аппаратура ретранслятора обычно выполнена на полупроводниковых приборах, однако мощные каскады передатчиков чаще конструируются с применением ламп (бегущей волны, магнетронов, клистронов и т. п.)

В отличие от пассивных ретрансляторов, активные имеют ограничения на число линий связи и пропускную способность, определяемые его оборудованием.

Чтобы избежать взаимных помех на приёмных и передающих концах аппаратуры, применяется разделение сигналов:

§ частотное;

§ временное;

§ кодовое.

Для повышения надёжности ретранслятора в него обычно встраивается система контроля, не допускающая перегрузки передатчика выходным сигналом, и резервный комплект оборудования, включаемый автоматически или дистанционно.

В проводных системах связи аналогичные устройства (отличие только в среде распространения сигнала) обычно называются повторителями, репитерами (в цифровых системах) и линейными усилителями (в аналоговых). В смешанных и комбинированных сетях эти термины (ретранслятор, репитер, повторитель, линейный усилитель) могут применяться как обобщающие синонимы в соответствующем контексте.

Пассивные ретрансляторы. Ретранслятор пассивный -- устройство, определённой формы механическая конструкция, электропроводящая среда или небесное тело заранее известной или специально созданной формы, способное рассеивать или направленно отражать электромагнитное излучение рабочего диапазона частот линии связи и используемое в качестве промежуточного пункта этой линии.

В отличие от активных устройств, пассивные отражатели успешно обслуживают сети связи из практически неограниченного числа линий с различными частотами радиосигналов, так как взаимные помехи на отражателе с линейными характеристиками отсутствуют.

При работе через пассивный ретранслятор необходимый уровень перепринимаемого сигнала обеспечивают:

§ увеличением мощности радиопередатчика

§ увеличением размеров и эффективности антенн передающей и принимающей станций

§ сужением используемой полосы частот

§ понижением скорости передачи информации.

На линиях радиорелейной связи в качестве таких ретрансляторов используются плоские и Уголковые отражатели, антенные системы (зеркальные антенные комплексы).

В космической связи применяются пассивные спутники связи. Таков, в частности, американский "Эхо-2", представляющий из себя надувной шар диаметром 40 м из полимерной плёнки, покрытый алюминием.

Исследуется возможность применения искусственных облаков из паров металла, ионизируемых солнечным излучением или радиоизлучением с Земли. размещение ретранслятор предпроектный алгоритм

Также неоднократно проводились эксперименты по использованию поверхности Луны.

В отношении пассивных ретрансляторов применяется также термин "зеркало", вне зависимости от их практической конструкции.

Пояс иголок. Пояс иголок -- искусственное космическое образование, созданное на околоземной орбите из большого количества коротких кусков тонкой металлической проволоки, выброшенных из контейнера искусственного спутника Земли;

Основное применение -- может служить пассивным ретранслятором с ненаправленным рассеянием. Два пояса иголок на высоте около 4000 км -- в экваториальной и полярной плоскостях -- обеспечивают связь между любыми наземными пунктами.

Служит такой ретранслятор несколько лет, чрезвычайно надёжен и дешёв, однако:

§ обладает малой предельной скоростью передачи сообщения (из-за очень большой протяжённости в пространстве).

§ опасен для других космических объектов.

§ для эффективного использования требуются значительные мощности наземных передатчиков.

Классификация по взаиморасположению. Ретрансляторы так же, как и радиорелейные системы передачи, бывают прямыми и скрытыми. Прямые ретрансляторы работают по прямой видимости. Скрытые работают по принципу тропосферной связи.

В современных видах связи используются только ретрансляторы, работающие по прямому принципу, так как спектр частот, используемых ныне в радиорелейных линиях, на порядки выше диапазона, в котором действует тропосферная связь.

Особенности цифровой техники. Ретрансляция в цифровых радиорелейных линиях подразумевает под собой полное восстановления цифрового сигнала с последующим усилением и дальнейшим кодированием. В этом случае возможна неограниченная длина линии передачи.

• 1.2 Основные параметры стандарта
• Системы сотовой подвижной связи стандарта TACS строятся по радиальному принципу с использованием небольшого числа базовых станций. В таких системах каждая базовая станция непосредственно соединяется с центром коммутации (центральной станцией), которая имеет выход в телефонную сеть общего пользования [2-4].
• По принципу построения, сопряжения между станциями и организации управления система сотовой подвижной связи стандарта TACS почти полностью идентична стандарту AMPS. Отличие в основном состоит в ширине каналов и пиковой девиации частоты: в системе стандарта AMPS, ширина канала равна 30кГц, пиковая девиация 12кГц, а в системе TACS - 25 и 9,5 кГц соответственно.
• В рассматриваемой системе используется 1000 дуплексных каналов, из которых 956 являются разговорными, а остальные образуют две группы по 21 каналу, которые - каналы управления. В разговорных каналах для передачи информации используется узкополосная частотная модуляция. В каналах, которые используются для передачи данных, применяется двоичная частотная манипуляция. Параметры сигналов приведены в таблице 1.
• Таблица 1 - Девиация частоты в системах стандарта TACS

Вид сигнала	Вид модуляции	Девиация частоты, кГц
Речевой	Частотная модуляция	9,5
Тональный	Двоичная частотная манипуляция	+1,7("1")-1,7("0")
Сигнал данных	Двоичная частотная манипуляция	+6,4("1")-6,4("0")

• В сельской местности радиусы ячеек достигают 30 км, в городе же они уменьшаются до 200 м следствии плохого качества приема сигнала. В системах этого стандарта обычно используются ненаправленные антенны. Коэффициент повторения частот С при этом равна 7.
• Логика системы предусматривает автоматическую регулировку мощности передающих устройств: для автомобильной абонентской станции на 32 дБ, для повторения - 20 дБ. Тональные сигналы служат для организации дуплексного канала связи между базовой и абонентскими станциями. Коэффициент повторения этих сигналов , причем для передачи используются частоты 5970, 6000, 6030 Гц. Сигнал частотой 800 Гц является ответным и передается только абонентской станцией.
• 1.3 Структура сотовой сети связи
• В состав сетей подвижной связи входят: MSC - центр коммутации подвижной связи; BTS - базовые станции; MS - подвижные станции (рис.1).
• Рис. 1 - Структурная схема сотовой сети связи.
• Центр коммутации подвижной связи обеспечивает управление системой подвижной радиосвязи и является соединительным звеном меду подвижными станциями и телефонной сетью общего пользования. Каждый MSC обслуживает группу базовых станций, совокупность которых образует его зону обслуживания (на рис. 1 зоны обслуживания обозначены ТА1 и ТА2).
• Системы спроектированы таким образом, что, в зависимости от значимости абонентов, она может предоставлять им некоторые преимущества в обслуживании, например, приоритет вызова, сокращенный набор номера и т. п.
• Каналы связи каждой базовой станции подразделяются на разговорные каналы и каналы управления (вызова). По каналу управления передается специальный сигнал опознавания. По свободным разговорным каналам транслируется другой сигнал опознавания, подтверждающий, что канал свободен и может быть использован для ведения переговоров. Во все подвижные станции, находящиеся в зоне действия базовых станция, постоянно работают на прием на частоте канала управления. В случае, когда все разговорные каналы заняты, допускается использование канала управления для ведения разговора [2,3,7].
• 
• 1.4 Расчет основных параметров сотовой сети связи
• Возьмем данные:
• 1. Стандарт TACS
• 2. Полоса частот BTS на передачу, МГц - 3,2
• 3. Число обслуживаемых абонентов - 36000
• 4. Активность одного абонента ЧНН, Эрл - 0,026
• 5. Вероятность блокирования вызова - 0,11
• 6. Допустимый процент времени уменьшения P_С/P_ПОМ относительно защитного отношения - 10%
• 7. Площадь обслуживаемой территории, кв. км. - 280
• 8. Параметр, определяющий диапазон случайных флуктуаций уровня сигнала, дБ - 5
• 9. Чувствительность приемника MS, дБВт - 110
• 10. Мощность передатчика BTS, Вт
• 11. Коэффициент усиления антенны BTS, дБ - 11
• 12. Высота подвеса антенны BTS, м - 30
• 13. Полные потери в фидере BTS, дБ - 2
• Расчет числа радиоканалов
• Общее число частотных каналов, выделенных для развертки сотовой сети связи в данном месте, определяется по формуле
• , (1)
• где
• int(x) - целая часть числа х; F_k - полоса частот, занятая одним частотным каналом системы сотовой связи (частотный разнос между каналами).
• Определение размерности кластера
• Для определения необходимой размерности кластера С при заданных значениях p₀ и p_t используют соотношение
• , (2)
• где p(C) - процент времени, в течение которого соотношения мощность сигнала/ мощность помехи на входе приемника MS будет находиться ниже защитного отношения .
• Интеграл представляет собой табулированную Q-функцию
• . (3)
• Нижний придел этого интервала имеет вид
• , (4)
• где и выражены в дБ; - определяется соотношением.
• . (5)
• В свою очередь значения и определяются по формулам
• , (6)
• , (7)
• - параметр, который определяет диапазон случайных флуктуаций уровня сигнала в точке приема:
• . (8)
• Коэффициент в (7) представляет собой медианное значение затухания радиоволн на i-му направлении увеличении помехи. Эти коэффициенты обратно пропорциональны четверти ступени расстояния до источника помехи. Величина М обозначает число базовых станций, которые "мешают", расположенных в соседних кластерах.
• Сначала рассмотрим случай, для всенаправленной антенны, где
• , , и
• ,
• ,
• ;
• где - число секторов. Выберем значение С=3.
• , (9)
• Определим
• Вычислив квадратный корень, из получившегося значение получаем
• Отсюда следует
• Теперь вычислим нижнюю границу Q-функции
• Этому значению в таблице соответствует величина, равная , это значение приблизительно равно единице. Считая по формуле (2), получаем
• Получившееся значение явно больше
• ,
• которое из задания равно 10. Отсюда следует, что данный тип антенны и выбранное значение кластера не подходит для указанного стандарта.
• Теперь рассмотрим случай для направленной антенны, у которой угол диаграммы направленности
• , , М=2 и
• , .
• Выберем значение С=4.
• Определим
• Вычислив квадратный корень из получившегося значение получаем
• Отсюда следует
• Теперь вычислим нижнюю границу Q-функции
• Этому значению в таблице соответствует величина, равная 0,0838. Считая по формуле (2), получаем
• Получившееся значение немного меньше
• ,
• отсюда вытекает, что данный тип антенны является наиболее оптимальным.
• Расчет числа радиоканалов, которые используются одной BTS
• Число частотных каналов, которые используются для обслуживания абонентов в одном секторе соты, определяется по формуле
• , (10)
• где - число секторов.
• Расчет допустимой телефонной нагрузки
• Величина допустимой телефонной нагрузки в одном секторе одной соты определяется соотношением
• (11)
• при условии, что
• , (12)
• где ;
• - число абонентов, которые могут одновременно использовать один частотный радиоканал. В данном случае величина =1, т.к. используется аналоговый стандарт.
• Подкоренное выражение больше, чем величина , т.к. .
• Расчет числа абонентов, которые обслуживаются одной Bts
• При заданной активности одного абонента в час наибольшей нагрузки можно рассчитать число абонентов, которые обслуживаются одной BTS по формуле
• (13)
• Расчет количества базовых станций
• Необходимое число базовых станций на заданной территории обслуживания определяется соотношением
• , (14)
• где - заданное число абонентов, которых обслуживает сотовая сеть связи.
• Расчет радиуса зоны обслуживания базовой станцией
• Величину радиуса соты можно определить, используя выражение
• (15)
• Расчет велечины защитного расстояния
• Величина защитного расстояния между BTS с одинаковыми частотными каналами определяется соотношением
• (16)
• Расчет уровня сигнала на входе приемника MS
• Необходимую мощность на входе приемника
• MS при
• и
• определяют, пользуясь так называемым первым уравнением передачи.
• (17)
• где - коэффициент усиления антенны базовой станции, дБ;
• f - средняя частота выделенного диапазона частот;
• - мощность передатчика BTS, дБВт;
• - потери в фидере BTS, дБ;
• - длинна фидера, которая может быть равной или больше высоты подвеса антенны BTS;
• - погонное ослабление фидера, дБ/м.
• Расчет вероятности ошибки
• Для определения вероятности ошибки, когда MS находится на границе зоны обслуживания BTS, необходимо использовать соотношение
• (18)
• Расчет эффективности использования радиоспектра
• Важным параметром сотовой сети связи является эффективность использования радиоспектра , обусловленная числом активных абонентов на 1 МГц полосы частот на передачу (или прием) BTS, то есть
• (19)
• где полоса частот на передачу (или прием)
• ,
• число активных абонентов
• .
• (20)
• где - радиус территории, которая обслуживается,
• .
• Отсюда
• (21)
• .
• Разработка частотно-территорриального плана сети
• Величина коэффициента повторного использования частот определяется соотношением
• (22)

Размещено на http://www.allbest.ru/

• Рис. 2 - План территориального размещения BTS.
• Ранее рассчитано, что размерность кластера С=4. Тогда территориальное размещение BTS можно осуществить согласно рисунку 2
• Определив значение коэффициента повторного использования частот, можно представить графически территориальный план сотовой сети.

jj\i	11А	22А	33А	44А	11В	22В	33В	44В	11С	22С	33С	44С
00	11	22	33	44	55	66	77	88	99	110	111	112
11	13	114	115	116	117	118	119	220	221	222	223	224
22	225	226	227	228	229	230	331	332	333	334	335	336
3…	……	……	……	……	……	……	……	……	……	……	……	.…
110	1121	1122	1123	1124	1125	1126	1127	1128

• Глава 2. Решения задачи оптимального размещения ретрансляторов
• 2.1 Применение эволюционного алгоритма для решения задачи оптимального размещения ретрансляторов

Одним из основных этапов проектирования сотовых сетей подвижной радиосвязи является этап территориального планирования. в ходе которого выбираются структура (конфигурация) сети, места размещения базовых станций или ретрансляторов. рассчитывается возможность обеспечения охвата (покрытия) требуемой зоны обслуживания с заданным качеством связи и емкость сети, требуемая для обслуживания абонентской нагрузки с заданной интенсивностью потерь (отказов в обслуживании), [3].

Задача оптимального размещения ретрансляторов сводится к нахождению возможности обеспечения покрытия максимальной зоны обслуживания с использованием минимального количества ретрансляторов. В качестве исходных параметров задачи выбираются все возможные места размещения ретрансляторов. Целью является получение минимального набора мест размещения ретрансляторов. который бы обеспечивал требуемое качество связи на заданной территории. Описанная выше задача может быть формально представлена как задача о наименьшем покрытии множества. комбинаторная постановка которой выглядит следуюшим образом. Пусть даны множество М = {1, …, m} и набор его подмножеств , где j{1, …, n}. Совокупность {M_j}, jJ{1, …, n} называется покрытием М, если . Каждому М_j приписан вес . Требуется найти покрытие минимального суммарного веса. Задача называется невзвешенной, если все подмножества М_j имеют веса, равные единице.

В данной работе для прогнозирования напряженности поля использовалась известная формула Хата, отражающая эмпирическую аппроксимацию потерь при распространении L_p городских районах:

диапазон частот f = 150...1500 МГц, высота расположения ретрансляторов

h_БС= 30...200 м, высоты расположения подвижных станций h_м=1...10 м и

дальность d =1...20 км.

Географическая территория считается обслуживаемой. если она получает от ретранслятора сигнал требуемого качества. Территория, обслуживаемая ретранслятором. называется ячейкой. В данной работе вся территория, для которой производится расчет, разбивается на ячейки и для каждой ячейки можно вычислить значение напряженности поля. создаваемого ретранслятором. Отношение между каждой ячейкой и ретранслятором представлено как двудольный граф (рис. 1).

Рис. 1. Граф обслуживания ячеек в полном представлении

Теперь вершинами графа с одной стороны являются ретрансляторы, а с другой - наборы ячеек, обслужитваемьих ими. Назовем такие наборы ячеек макроячейкамии. На рисунке З показаны три макроячейки - с₁,с₂,с₃. Каждая макроячейка имеет свой вес, представляющий собой количество ячеек. которые она содержит [11]. данный граф необходим для расчета качества обслуживания. предоставляемого любым подмножеством s ретрансляторов:

где максимальная обслужиеаемая плошадь - это территория, обслуживаемая в том случае, когда ретрансляторы установлены во всех возможных местах, для расчета числителя формулы (2) необходимо просто посетить все вершины из множества s и сложить значения их весов.

Рассмотрим множество М ячеек, обслуживаемых ретрансляторами и множество М_j - множество макроячеек. Нетрудно видеть, что М_j есть набор подмножеств из М. Кроме того. у каждого представителя из М_j есть свой вес, равный количеству ячеек, которые он содержит. Пример такой системы показан на рисунке 2.

Рис. 2. Система из n = 4 ячеек и m = 8 макроячеек

Задачу можно сформулировать как поиск набора макроячеек с минимальным суммарным весом, а это не что иное как задача о покрытии множества.

Приведем комбинаторную постановку задачи о наименьшем покрытии множества (НПМ). Пусть даны множество М = {1, …, m} и набор его подмножеств , где j{1, …, n}. Совокупность {M_j}, jJ{1, …, n} называется покрытием М, если . Каждому М_j приписан вес . Требуется найти покрытие минимального суммарного веса. Задача называется невзвешенной, если все подмножества М_j имеют веса, равные единице.

Часто НПМ формулируется как задача целочисленного программирования (ЦП): найти,

(3)

Здесь А - (mхn) матрица, причем а_ij=1, если iМ, и а_ij=0 в противном случае: е обозначает m-вектор из единиц с=(с₁,с₂,..., с_n)^Т; х=(х₁,х₂,..., х_n)^Т - вектор, где, х_j = 1 если М_j входит в покрытие, иначе х_j=0.

Индивидуумы эволюционных алгоритмов, представленных в данной работе кодируются в виде бинарных строк. Каждый бит такой строки представляет собой одно из возможных мест расположения ретрансляторов. Единичное значение бита указывает на то, что ретранслятор установлен в данном месте, а нулевое -- ретранслятор отсутствует. На рисунке 3 показан пример такого кодирования.

Рис. 3. Индпвидуум и образованная им зона покрытия

Как видно из примера, в строке индивидуума установлены нулевой и третий биты. Это означает, что из семи возможных мест расположения ретрансляторов занятыми являются места нулевое н третье (на рисунке соответствуюшие зоны покрытия показаны черным цветом).

Целевая функция и функция пригодности для данной задачи выглядят следуюшим образом.

(4)

где качество_обслуживания -- параметр, получаемый из формулы (2): параметр, который используется для настройки качества обслуживания зависимости от количества используемых ретрансляторов. На рисунке показан пример влияния этого параметра на характеристики результатов.

возврашаемых эволюционным алгоритмом.

Рис. 4. Влияние параметра у на качество решений

Из рисунка видно что:

- при 0.5<г1 выбран только один ретранслятор;

- при 1<г1.5 не достигается приемлемый уровень покрытия (менее 55%);

- при 1.5<г4 уровень покрытия растет значительно быстрее, чем количество используемых ретрансляторов:

- при 4<г10 уровень покрытия остается преимущественно постоянным при росте количества используемых ретрансляторов.

Таким образом. наилучшее значение для параметра у может быть выбрано в интервале от 1.5 до 4.

В данной работе использованы следуюшие параметры эволюционного алгоритма:

- начальная популяция создается случайным образом;

- в качестве механизма селекции для генетического алгоритма используется метод рулетки;

- тип кроссинговера (для генетического алгоритма) -- одноточечный;

- тип мутаци - однобитовая;

- оба оператора (мутация н кроссинговер) применяются с вероятностью равной 0.6;

- останов алгоритма происходит по прошетвттн определенного количества поколений, которое может меняться.

• 2.2 Программное обеспечения алгоритма
• Принято выделять два этапа программирования: понимание задачи и планирование решения. Для обучаемого понимание задачи заключается в понимании вопроса, поставленного преподавателем. Реальные задачи программирования нельзя сравнивать с задачами, например, на экзамене. Программисту приходится возвращаться назад в решении задачи и задавать дополнительные вопросы лицу, которое формулирует условие задачи, в то время как ученик на экзамене выбирает первый подходящий ответ [9,10].

Программист может управлять методами решения задачи, основываясь на наборе вопросов. Это позволяет определить процедуру выполнения действий над данными с помощью запроса дополнительной информации. Выбрав метод решения задачи, программист должен применить его к некоторому множеству конкретных задач. Это аналогично присваиванию характерных имен процедурам, выполняющим некоторые действия над данными, т.е. ответ на вопросы :

а) какие входные данные необходимы;

б) какая информация (выходные данные) нужна потребителю;

в) какие действия нужно произвести над данными, чтобы получить требуемую информацию.

Рис. 5. Окно программы

• Глава 3. Безопасность жизнедеятельности
• 3.1 Экологическая экспертиза

Экологическая экспертиза включает в себя оценку воздействия проектируемой сисстемы телекоммуникаций на окружающую среду. В данной части раздела уделяется особое внимание негативным факторам воздействия на ОС, которые могут возникнуть при реализации данной разработки и которые принципиально отличаются от "стандартных" воздействий рассматриваемого АБК на ОС, [10].

Основные источники загрязнения окружающей среды

Источники загрязнения атмосферы подразделяются на:

§ естественные (космическая пыль, пепел при извержении вулканов);

§ антропогенные (производственная деятельность человека, металлургия, нефтяная и химическая промышленность).

Источники загрязнения гидросферы:

поверхностные;

бытовые;

производственные.

Источники загрязнения литосферы:

добыча полезных ископаемых;

захоронение отходов производства и бытовых отходов;

военные объекты.

Нормативные содержания вредных веществ и микроклимата

При наличии вредных веществ их концентрация регламентируется величиной предельно допустимой концентрации (ПДК).

ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

ПДК в воздухе рабочей зоны - такая концентрация вредных веществ, которая в течение 8-ми часового рабочего дня или рабочего дня другой продолжительности, но не более 41-го часа в неделю не вызывает отклонений в состоянии здоровья работающих, а также не влияет на настоящее и будущее поколения.

В воздухе населенных мест содержание вредных веществ регламентируется в соответствии с СН 245-71.

ПДКсс (средне суточная) - такая концентрация, которая не вызывает отклонений при прямом или косвенном воздействии на человека в воздухе населенного пункта в течение сколь угодно долгого дыхания.

ПДКмр (max разовое) - такая концентрация, которая не вызывает со стороны организма человека рефлекторных реакций (ощущение запаха, изменение световой чувствительности, биоэлектрической активности мозга и т.д.). В соответствии с ГОСТ 12.1.007-76 все вредные вещества подразделяются на 4 класса по величине ПДК:

I класс < 0,1 -- чрезвычайно-опасные вредные вещества;

II класс - 0,1-1 -- высоко опасные вредные вещества;

III класс - 1-10 -- умеренно опасные;

IV класс > 10 -- мало опасные;

Эффект суммации - при нахождении в воздухе нескольких вполне определенных веществ, они обладают свойством усиливать друг друга.

Для того чтобы оценить действие веществ, обладающих эффектом суммации, используется формула:

, где

, … - фактическая концентрация вредных веществ в воздухе;

ПДК1…ПДКN - величины их предельно-допустимых концентраций.

Нормирование параметров микроклимата

Микроклимат на рабочем месте характеризуется:

температура, t, ?C.

относительная влажность, ц, %.

скорость движения воздуха на рабочем месте, V, м/с.

интенсивность теплового излучения, W, Вт/мІ.

барометрическое давление, р, мм рт. ст. (не нормируется).

В соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 нормируемые параметры микроклимата подразделяются на оптимальные и допустимые.

Оптимальные параметры микроклимата - такое сочетание температуры, относительной влажности и скорости воздуха, которое при длительном и систематическом воздействии не вызывает отклонений в состоянии человека.

t=22-24 ?C, ц=40-60 %, V?0.2 м/с.

Допустимые параметры микроклимата - такое сочетание параметров микроклимата, которое при длительном воздействии вызывает приходящее и быстронормализующееся изменение в состоянии работающего.

t=22-27 ?C, ц?75 %, V=0.2-0.5 м/с.

Рабочая зона - пространство над уровнем горизонтальной поверхности, где выполняется работа, высотой 2 метра.

Рабочее место - (может быть постоянным или непостоянным), где выполняется технологическая операция.

Для определения нормы микроклимата на рабочем месте, необходимо знать 2 фактора:

период года (теплый, холодный)+ 10 ?C граница.

категория выполняемой работы, которая подразделяется в зависимости от энергозатрат:

легкая (Iа-до 148 Вт, Iб- 150-174 Вт).

средней тяжести (IIа-174-232 Вт, IIб-232-292 Вт).

тяжелая (III-свыше 292 Вт).

В результате экологической экспертизы выявлено, что объект разработки не содержит источников загрязнения окружающей среды и не представляет опасности для населения.

• 3.2 Производственная безопасность

Электромагнитное поле. Характеристики электромагнитного поля.

Источник возникновения -- промышленные установки, адиотехнические объекты, медицинская аппаратура, установки пищевой промышленности.

длина волны, [м]

частота колебаний [Гц]

= V_C/f, где V_C = 310 м/с

Номенклатура диапазонов частот (длин волн) по регламенту радиосвязи:

Номер диапазона	Диапазон частот f, Гц	Диапазон длин волн	Соотв. метрическое подразд.
5	30-300 кГц	104-103	НЧ
6	300-3000 кГц	103-102	СЧ (гектометровые)
7	3-30 МГц	102-10	ВЧ (декометровые)
8	30-300 МГц	10-1	метровые
9	300-3000 МГц	1-0,1	УВЧ (дециметровые)
10	3-30 ГГц	10-1 см	СВЧ (сантиметровые)
11	30-300 ГГц	1-0,1 см	КВЧ (миллиметровые)

Электромагнитные поля НЧ часто используются в промышленном производстве (установках) - термическая обработка.

ВЧ -- радиосвязь, медицина, ТВ, радиовещание.

УВЧ -- радиолокация, навигация, медицина, пищевая промышленность.

Пространство вокруг источника электромагнитного поля условно подразделяется на зоны:

-- ближнего (зону индукции);

-- дальнего (зону излучения).

Граница между зонами является величина: R=/2.

В зависимости от расположения зоны, характеристиками электромагнитного поля является:

в ближней зоне

составляющая вектора напряженности эл. поля [В/м]

составляющая вектора напряженности магн. поля [А/м]

в дальней зоне

используется энергетическая характеристика: интенсивность плотности потока энергии [Вт/м²],[мкВт/см²].

Вредное воздействие электромагнитных полей

Электромагнитное поле большой интенсивности приводит к перегреву тканей, воздействует на органы зрения и органы половой сферы. Умеренной интенсивности: нарушение деятельности центральной нервной системы; сердечно-сосудистой; нарушаются биологические процессы в тканях и клетках. Малой интенсивности: повышение утомляемости, головные боли; выпадение волос.

Нормирование электромагнитных полей

Нормируемым параметром электромагнитного поля в диапазоне частот 60 кГц-300 МГц является предельно-допустимое значение составляющих напряженностей электрических и магнитных полей.

, [В/м] , [А/м]

ЭН_ЕПД - предельно-допустимая энергетическая нагрузка составляющей напряженности электрического поля в течение раб. дня [(В/м)²ч]

ЭН_НПД - предельно-допустимая энергетическая нагрузка составляющей напряженности магнитного поля в течение раб. дня [(А/м)²ч]

Нормируемым параметром электромагнитного поля в диапазоне частот 300 МГц --300 ГГц является предельно-допустимое значение плотности потока энергии.

ППЭ_ПД - предельное значение плотности потока энергии [Вт/м²],[мкВт/см²]

К - коэффициент ослабления биологических эффектов

ЭН_ППЭПД - предельно-допустимая величина эн. нагрузки [В/м²ч]

Т - время действия [ч]

Пред. величина ППЭ_пд не более 10 Вт/м² ; 1000 мкВт/см² в производственном помещении. В жилой застройке при круглосуточном облучении в соответствии с СН ППЭ_пд не более 5 мкВт/см².

Необходимые мероприятия по защите от воздействия электромагнитных полей

Уменьшение составляющих напряженностей электрического и магнитного полей в зоне индукции, в зоне излучения -- уменьшение плотности потока энергии, если позволяет данный технологический процесс или оборудование.

Защита временем (ограничение время пребывания в зоне источника электромагнитного поля).

Защита расстоянием (60 -- 80 мм от экрана).

Метод экранирования рабочего места или источника излучения электромагнитного поля.

Рациональная планировка рабочего места относительно истинного излучения электромагнитного поля.

Применение средств предупредительной сигнализации.

Применение средств индивидуальной защиты.

Производственное освещение

Рациональное освещение производственных участков является одним из важнейших факторов предупреждения травматизма и профессиональных заболеваний. Правильно организованное освещение создаёт благоприятные условия труда, повышает работоспособность и производительность труда. Освещённость производственных, служебных и вспомогательных помещений регламентируется строительными нормами и правилами (СНиП II-4-79) и отраслевыми нормами, [11].

Освещение на рабочем месте должно быть таким. Чтобы работающий мог без напряжения зрения выполнять свою работу. Утомляемость органов зрения зависит от ряда причин - недостаточность освещенности, чрезмерная освещённость, неправильное направление света.

Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, наступает преждевременная усталость. Яркое чрезмерное освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочее место может создавать резкие тени, блики и дезориентировать работающего. Все эти причины могут привести к несчастному случаю и профзаболеваниям.

В производственных помещениях применяют два вида освещения: естественное и искусственное. В нашем случае из-за отсутствия окон, возможно, только искусственное освещение.

Искусственное освещение, осуществляемое электрическими лампами, подразделяется на общее, местное и комбинированное.

Общее освещение может быть равномерным по всей производственной площади без учёта оборудования и локализованным - с учётом расположения оборудования.

Местное освещение может быть стационарным на рабочих местах и переносным. Применение только местного освещения на производственном участке не допускается.

Комбинированное освещение - это совместное применение общего и местного освещения.

Для искусственного освещения используются электрические лампы накаливания и люминесцентные лампы. Люминесцентные лампы по сравнению с лампами накаливания имеют существенные преимущества: по спектральному составу света они близки к естественному дневному освещению, обладают более высоким КПД, повышенной светоотдачей и большим сроком службы.

Люминесцентные лампы также имеют недостатки, например применение сложных пусковых приспособлений (дроссель, стартер) и наличие стробоскопического эффекта при работе ламп, вследствие которого вращающиеся предметы могут казаться остановившимися или изменившими направление движения. Стробоскопический эффект устраняют включением последовательно балластных сопротивлений (активных, индуктивных) и ламп в разные фазы сети.

Для более эффективного использования светового потока и ограничения ослепленности электрические лампы устанавливаются в осветительной арматуре. Арматура в комплекте с лампой называется светильником.

Осветительная арматура необходима для предохранения лампы от механического повреждения, загрязнения, подводки электропитания и крепления.

В зависимости от конструктивного исполнения светильники бывают: открытые, защищённые, закрытые, пыленепроницаемые, влагонепроницаемые, взрывонепроницаемые.

По назначению искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное и специальное.

Рабочее освещение предназначено для создания необходимых условий работы и нормальной эксплуатации зданий и территории.

Аварийное (эвакуационное) освещение необходимо для безопасного продолжения работы или для эвакуации людей при выключении основного рабочего освещения. Аварийное освещение должно иметь независимый источник питания (аккумуляторные батареи, резервный трансформатор) и включаться автоматически или вручную, освещённость при этом должна быть на рабочих местах не менее 10% минимальной нормы, а на путях эвакуации людей - не менее 0,5 лк.

К специальному освещению относят дежурное (включаемое во внерабочее время) и охранное (для освещения охраняемой в ночное время территории).

Эффективность искусственного освещения зависит не только от правильного выбора светильника, но и от их профилактики. Чистку светильников должны производить в обычных помещениях не реже 2 раз в месяц, а в помещениях со значительным выделением аэрозолей - не реже 4 раз в месяц.

• 
• Заключение

1. В данной работе рассмотрены аспекты использования эволюционных алгоритмов для решения задач оптимального размещения ретрансляторов.

2. Для прогнозирования напряженности поля использовалась формула Хата. отражающая эмпирическую аппроксимацию потерь при распространении г в городских районах.

З. Для расчета обслуживаемой территории ретранслятором с сигналом требуемого качества, использовалось понятие ячейки. Что позволило разбить всю территорию на ячейки. отношение между каждой ячейкой и ретранслятором представлялось в виде двудольного графа, что позволяло вычислять напряженность поля создаваемого ретранслятором, определять качество обслуживания территории ретрансляторами.

4. Показана связь задачи оптимального размещения ретрансляторов с задачей оптимального покрытия множеств.

5. Разработан подход настройки параметров эволюционного алгоритма для решения задачи размещения ретрансляторов, при лом предложен оригинальный метод представления и кодирования индивидуумов, разработана целевая функция, учитывающая как качество обслуживания территории ретрансляторами так и количество используемых ретрансляторов.

• 
• Литература

Постановления Президента Республики Узбекистан принятие ПП №1730 от 21 марта 2012 года "О мерах по дальнейшему внедрению и развитию современных информационно-коммуникационных технологий". (http://lex.uz/ru/online)

Вишневский В.М. Широкополосные беспроводные сети передачи информации. Техносфера, 2005

Емельянов В.В. Сотовая связь. Часть 1. Учебное пособие. - Харьков: ХНУРЭ, 2002. - 136 с.

Гейер Дж. - Беспроводные сети. Первый шаг, 2004г.

Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов. 2-е изд. - СПб.: Питер, 2006 - 703 с.

В. В. Крухмалев, В. Н. Гордиенко, А. Д. Мочанов и др. Основы построение телекоммуникационных систем и сетей: 0-75. Учебник для вузов. .- М.: Радио и связь, 1998.

Васильев И. И., Птичников М. М. Измерение в цифровых сетях связи. М.: Пастмеркет, 2004.

www.aci.uz

http://lib.tuit.uz

www.ziyonet.uz

www.bookfi.org



Приложение

unit Unit1;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms,

Dialogs, StdCtrls, SHDocVw, AxCtrls, OleCtrls, VCF1, Menus, ExtCtrls;

type

TForm1 = class(TForm)

MainMenu1: TMainMenu;

Malumot1: TMenuItem;

Dasturhaqida1: TMenuItem;

Muallif1: TMenuItem;

F1Book1: TF1Book;

OpenDialog1: TOpenDialog;

SaveDialog1: TSaveDialog;

Oyna1: TMenuItem;

Kichiklashtirish1: TMenuItem;

Kattalashtir1: TMenuItem;

Fayl1: TMenuItem;

Ochish1: TMenuItem;

Saqlash1: TMenuItem;

Chiqish1: TMenuItem;

WebBrowser1: TWebBrowser;

procedure Jadvalni1Click(Sender: TObject);

procedure Kichiklashtirish1Click(Sender: TObject);

procedure Dasturhaqida1Click(Sender: TObject);

procedure Muallif1Click(Sender: TObject);

procedure Saqlash1Click(Sender: TObject);

procedure Chiqish1Click(Sender: TObject);

procedure Ochish1Click(Sender: TObject);

procedure Kattalashtir1Click(Sender: TObject);

procedure FormCreate(Sender: TObject);

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end;

var

Form1: TForm1;

implementation

{$R *.dfm}

procedure TForm1.Jadvalni1Click(Sender: TObject);

begin

F1Book1.Visible:=true;

F1Book1.Align:=alClient;

end;

procedure TForm1.Kichiklashtirish1Click(Sender: TObject);

begin

F1Book1.Visible:=true;

F1Book1.Align:=alNone;

F1Book1.Height:=130;

F1Book1.Width:=849;

F1Book1.Left:=0;

F1Book1.Top:=393;

end;

procedure TForm1.Dasturhaqida1Click(Sender: TObject);

begin

ShowMessage('Применение эволюционного алгорита для решения задачи оптимального размешения ретрансляторов');

end;

procedure TForm1.Muallif1Click(Sender: TObject);

begin

ShowMessage('Абдихамидов М,2012');

end;

procedure TForm1.Saqlash1Click(Sender: TObject);

var

k:smallint;

s:String;

begin

GetDir(0,s);

//s:=s+'\Jadval\Jadval.xls';

ShowMessage('SAQLANDI');

k:=F1FileExcel5;

//F1Book1.Write(s,k);

end;

procedure TForm1.Chiqish1Click(Sender: TObject);

begin

close;

end;

procedure TForm1.Ochish1Click(Sender: TObject);

var

s:string;

begin

GetDir(0,s);

if OpenDialog1.Execute then WebBrowser1.Navigate(OpenDialog1.FileName);

end;

procedure TForm1.Kattalashtir1Click(Sender: TObject);

begin

F1Book1.Align:=alClient;

end;

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);

var

s,s1:string;

begin

//WebBrowser1.Hide;

GetDir(0,s);

s1:=s+'\Jadval\Jadval.xls';

WebBrowser1.Navigate(s1);

end;

end.

Размещено на Allbest.ru

...