Рисунок 4.1.1 - Структурная схема стенда РПДП.

Стенд РПДП состоит из:

· Блока РПДП;

· Источника питания 75В;

· Контролера KCAN-G,подключенного к разъему CAN - головной блока РПДП по дублированной CAN - шине;

· Контролера KCAN-P,подключенного к разъему CAN - поездной блока РПДП по дублированной CAN - шине;

· Стационарной ПЭВМ соединенной с KCAN-G и KCAN-P - кабелем USB, с блоком РПДП и Роутером Wi-Fi - кабелем Ethernet;

· Роутер Wi-Fi , для отладки ПО в области сетевого взаимодействия;

· Два модуля Wi-Fi для отладки ПО в области беспроводной передачи данных с блока РПДП.

ПЭВМ подключается к KCAN-G и KCAN-P кабелем USB, так же ПЭВМ подключается к блоку РПДП кабелем Ethernet. В свою очередь KCAN-G и KCAN-P по CAN шине подключаются к блоку РПДП.

4.2 Требования к ПО стенда РПДП

Для проверки блока РПДП требуется произвести запись эталонной регистрации средствамиKCAN-G и KCAN-P контролеров. ПО подключается к KCAN-G и KCAN-P по каналу USB. ПО открывает эталонный файл регистрации, и, в соответствии с CAN - идентификаторами(KCAN-G< 0x600, KCAN-P > 0x600), по USB каналу записывает информацию в KCAN-G и KCAN-P контролеры. В свою очередь KCAN-G и KCAN-P контролеры записываютинформацию в блок РПДП по CAN каналу.

Подключив ПЭВМ, кабелем Ethernet, к блоку РПДП, требуется произвести считывание зарегистрированной блоком РПДП регистрации и сравнение ее с отправленной эталонной регистрацией.

Рисунок 4.2.1 РПДП Рисунок 4.2.2 Стенд РПДП



Рисунок 4.2.3 CAN-G, CAN-P-контроллер

4.3 Установление USB соединения

После запуска программы необходимо выбрать эталонную регистрацию для ее дальнейшей отправки на РПДП. Эталонная регистрация представляет собой бинарный файл расширения .rpdp, содержащий набор зарегистрированных РПДП строк.

Рисунок 4.3.1 Окно открытия эталонной регистрации

После открытия эталонной регистрации, необходимо произвести ее отправку нажатием на кнопку «Отправить» BtnSendToCan. В первую очередь необходимо произвести установление соединения с CAN-контроллером по USB. Данную задачу выполняет функция InitUSB(), приведенная ниже. При вызове этой функции происходит процесс инициализации устройства.

Так как используемый CAN-контроллер соответствует спецификациям USB HID, его можно отнести к классу HID-устройств. Поэтому он может работать с написанным программным обеспечением, тоже поддерживающим эти спецификации, без необходимости разработки дополнительных драйверов.

Общий смысл работы с девайсами класса HID сводится к открытию девайса самой обычной функцией CreateFile() и последующему чтению из него функцией ReadFile(). Всё точно так же, как при работе с обычными файлами. Но до этого нужно получить путь к девайсу (device path)[9]. Для получения пути к устройству, необходимо проделать несколько следующих шагов [10]:

1. Получить GUID (Globally Unique Identifier) класса HID. GUID-- статистический уникальный 128-битный идентификатор. Этот идентификатор указан в протоколе CAN-контроллера, поэтому в программе он задается явным образом.

2. Далее необходимо получить набор с описанием всех девайсов этого класса. Для этого надо вызвать функцию SetupDiGetClassDevs(), передав ей в качестве параметра GUID. Функция вернет дескриптор этого набора. Вторым параметром передается ноль, так как для выбора устройства не используется счетчик. Третий параметр - дескриптор окна для ассоциирования с устройством, также можно задать NULL. Последним параметр указывает на то, что в набор необходимо включать только устройства, присутствующие в системе (DIGCF_PRESENT).

3. Если дескриптор создан успешно, нужно открыть цикл по 127 устройствам (максимальное число возможных подключений по USB). Пройтись по ранее созданному набору устройств вызовом функции SetupDiEnumDeviceInterfaces(). Пройтись - значит вызывать её в цикле для каждого элемента набора до тех пор, пока она не вернёт false. Каждый элемент, для которого функция вернёт true, соответствует одному подключённому девайсу класса HID. Функция SetupDiEnumDeviceInterfaces() получает в качестве параметра дескриптор набора устройств, GUID интересующего устройства, счетчик для количества найденных интересующих устройств и элемент типа SP_DEVICE_INTERFACE_DATA для записи информации об устройствах.

4. Если функция вернёт false, нужно вызвать GetLastError() и проверить наличие ошибки ERROR_NO_MORE_ITEMS. Если она есть, значит программа дошла до конца списка и можно выходить из цикла.

5. Теперь можно получить путь к девайсу. Для этого надо вызвать функцию SetupDiGetDeviceInterfaceDetail(), передавая ей информацию о девайсе, полученную с помощью SetupDiEnumDeviceInterfaces(), и дескрипор массива девайсов. Путь надо получать отдельно для каждого девайса. Это лучше делать в цикле. Нужно отметить, что для получения пути к девайсу функцию необходимо вызвать дважды, так как при первом вызове она возвращает размер структуры PSP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA, содержащей инвормацию об устройтве. При втором вызове функция записывает путь к устройству в следующий параметр functionClassDeviceData->DevicePath структуры PSP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA.

6. После того, как программа узнала путь к устройству, она может определить PID и VID устройства. Для этого вызывается функция GetVID_PID(). Определив VID и PID устройства программа сравнивает их с VID и PID, интересующими разработчика. Если они равны, можно сделать вывод, что это требуемое устройство.

7. Теперь можно открывать девайс. Для этого необходимо вызвать функцию CreateFile(), задав в качестве имени файла путь к девайсу. Функция возвращает дескриптор hRead, позволяющий производить чтение из устройства при передаче ей в качестве второго параметра GENERIC_READ. Функция возвращает дескриптор hWrite, позволяющий производить запись на устройство при передаче ей в качестве второго параметра GENERIC_WRIGHT.

8. После того, как все нужные девайсы уже открыты (или не найдены), необходимо удалить набор устройств, полученный в пункте 2. Это делается вызовом функции SetupDiDestroyDeviceInfoList().

Листинг 4.3.1

…

hDevInfoList = SetupDiGetClassDevs(&Guid, NULL, NULL, (DIGCF_PRESENT));

if(hDevInfoList != INVALID_HANDLE_VALUE)

{

SP_DEVICE_INTERFACE_DATA deviceInfoData; // здесь хранится информация об отдельном девайсе...

for(int i=0; i<127; i++)

{

ZeroMemory(&deviceInfoData, sizeof(deviceInfoData));

deviceInfoData.cbSize = sizeof(SP_DEVICE_INTERFACE_DATA);

if(SetupDiEnumDeviceInterfaces(hDevInfoList, 0, &Guid, i, &deviceInfoData)) //Если нашлось устройство с данным GUID вернет true

{

functionClassDeviceData = NULL;

requiredLength = 0;

SetupDiGetDeviceInterfaceDetail(hDevInfoList, &deviceInfoData, NULL, 0, &requiredLength, NULL); //The first time returns the size of the structure in Length.

functionClassDeviceData = (PSP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA)malloc(requiredLength);

functionClassDeviceData->cbSize = sizeof(SP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA);

//The second time returns a pointer to the data in hDevInfoList (functionClassDeviceData).

if(SetupDiGetDeviceInterfaceDetail(hDevInfoList, &deviceInfoData, functionClassDeviceData, requiredLength, &requiredLength, NULL))

{

wcscpy(OutPipe, functionClassDeviceData->DevicePath);

/*Параметры

strDestinati cтрока, являющаяся выходным значением.

strSource исходная строка с нулевым символом в конце.*/

wcscat(OutPipe, L"\\PIPE01");

wcscpy(InPipe, functionClassDeviceData->DevicePath);

wcscat(InPipe, L"\\PIPE00");

result = GetVID_PID(functionClassDeviceData->DevicePath, &VID, &PID);

free(functionClassDeviceData);

//для первого CAN1

if(result && (VID == 0xACD1))

{

if(PID == 0x2F24) status = true;

}

//для второго CAN2

if(result && (VID == 0xACD1))

{

if(PID == 0x2E47) status = true;

}

if(status)

{

CloseHandle(hWrite);

CloseHandle(hRead);

hWrite = CreateFile(OutPipe, GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL);

if(hWrite == INVALID_HANDLE_VALUE)

{

strTemp = "Невозможно открыть OutPipe: " + SysErrorMessage(GetLastError());

Application->MessageBox(strTemp.w_str(), ProgName, MB_OK|MB_ICONERROR);

status = false;

break;

}

hRead = CreateFile(InPipe, GENERIC_READ, FILE_SHARE_READ, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL);

if(hRead == INVALID_HANDLE_VALUE)

{

strTemp = "Невозможно открыть InPipe: " + SysErrorMessage(GetLastError());

Application->MessageBox(strTemp.w_str(), ProgName, MB_OK|MB_ICONERROR);

CloseHandle(hWrite);

status = false;

break;

…

Функции WriteUSB() и ReadUSB() работают предельно просто. Вся их суть заключается в вызове функций WriteFile(hWrite, tmp_buf1, kol, &dwBytesWritten, NULL) и ReadFile(hRead, InFile, kol, &dwBytesRead, NULL). Обеим функциям в качестве параметров передаются созданные ранее дескрипторы чтения и записи, указатель на буфер, куда записывать прочитанную информацию или откуда считывать передаваемую. Помимо этого задается требуемое количество байт для чтения и записи и задается параметр, куда записывается фактическое количество прочитанных или записанных байт. Далее при сравнении требуемого и фактического количества можно выявить ошибки чтения и записи.

Листинг 4.3.2

bool __fastcall TForm1::WriteUSB(unsigned char* tmp_buf1, int kol)

{

int err;

UnicodeString asTemp;

bool status;

status = false;

if (bUSBEnable == true) {

if(!WriteFile(hWrite, tmp_buf1, kol, &dwBytesWritten, NULL)) {

err = GetLastError();

asTemp = "Ошибка посылки запроса. Код ошибки: " + IntToStr((int)err);

Application->MessageBoxW(asTemp.w_str(), ProgName, MB_OK|MB_ICONERROR);

status = false;

goto LabExitWUSB;

}

if(dwBytesWritten != kol) {

Application->MessageBoxW(L"Посылка ушла не полностью!!!", ProgName, MB_OK|MB_ICONERROR);

status = false;

goto LabExitWUSB;

}

}

status = true;

LabExitWUSB:

return status;

}

//---------------------------------------------------------------------------

bool __fastcall TForm1::ReadUSB(int kol)

{

int err;

UnicodeString asTemp;

bool status;

status = false;

if (bUSBEnable == true) {

if(!ReadFile(hRead, InFile, kol, &dwBytesRead, NULL)) {

err = GetLastError();

asTemp = "Ошибка приема посылки. Код ошибки: " + IntToStr((int) err);

Application->MessageBoxW(asTemp.w_str(), ProgName, MB_OK|MB_ICONERROR);

status = false;

goto LabExitRUSB;

}

if(dwBytesRead != kol) {

Application->MessageBoxW(L"Посылка пришла не полностью!!!", ProgName, MB_OK|MB_ICONERROR);

status = false;

goto LabExitRUSB;

}

}

status = true;

LabExitRUSB:

return status;

}



4.4 Упаковка и отправка эталонной регистрации по USB

После установления соединения можно начать отправку эталонной регистрации. Обмен сообщениями между CAN-контроллерами и ПЭВМ производится строго по протоколам обмена. В самом первом сообщении после USB соединения необходимо произвести настройку скорости обмена по CAN. Ниже представлен протокол обмена:

Таблица 4.4.1

Настройка скорости обмена. ПЭВМKCAN (7 байт)

Байт	Значение	Примечание
0	0x0F
1	0xA3
2		0 бит = 1 - изменить значение 0 бит = 0 - только чтение
3	0x00	резерв
4	CNF1	см. табл. 2
5	CNF2
6	CNF3

Таблица 4.4.2

Значения регистров CNF для разных скоростей обмена

Скорость Кбит/сек	Значение	Примечание
	CNF1	CNF2	CNF3
125	0x03	0xB9	0x84
250	0x01	0xB9	0x84	используется по умолчанию
1000	0x00	0xCA	0x81

После отправки 7 байтового сообщения, устанавливающего скорость обмена, KCAN отправляет на ПЭВМ ответное 7 байтовое сообщение, формат которого представлен в Табл. 4.4.3.



Таблица 4.4.3

ПЭВМKCAN (7 байт)

Байт	Значение	Примечание
0	0xEF
1	0xA3
2		резерв
3		резерв
4	CNF1	установленная скорость обмена
5	CNF2
6	CNF3

После обмена с CAN-контроллером 7 байтовыми сообщениями с управляющей информацией, можно непосредственно производить передачу эталонной регистрации на CAN-контроллеры, которые, в свою очередь, произведут отправку информации на РПДП. Эталонная регистрация отправляется на CAN-контроллеры сообщениями определенного формата, описанного в протоколе обмена сообщениями:

Таблица 4.4.4

ПЭВМKCAN (58 байт)

Байт	Значение	Примечание
0	0x0F
1	0xA4
2	-	кол-во сообщений для передачи (от 0 до 5)
3	-	кол-во сообщений для приема (от 0 до 1)
4	-	номер линии CAN для передачи (0 или 1)
5	-	резерв
6,7	-	идентификатор принимаемого сообщения (Табл. 5)
8,9	-	идентификатор 1-ого сообщения для передачи + длина сообщения (Табл. 5)
10-17	-	информация 1 сообщения
18,19	-	идентификатор 2 сообщения для передачи + длина (Табл. 5)
20-27	-	информация 2 сообщения
28,29	-	идентификатор 3 сообщения для передачи + длина (Табл. 5)
30-37	-	информация 3 сообщения
38,39	-	идентификатор 4 сообщения для передачи + длина (Табл. 5)
40-47	-	информация 4 сообщения
48,49	-	идентификатор 5 сообщения для передачи + длина (Табл. 5)
50-57	-	информация 5 сообщения

Таблица 4.4.5

Упаковка идентификатора и длины сообщения.

байт/бит	7	6	5	4	3	2	1	0
1	SID10	SID9	SID8	SID7	SID6	SID5	SID4	SID3
2	SID2	SID1	SID0	XX	DLC3	DLC2	DLC1	DLC0

Примечание: SIDn - n-ый бит идентификатора, DLCn - n-ый бит длины сообщения.

Пример упаковки (по таблице 4.4.5.)идентификатора и длины сообщения:

Листинг 4.4.1

shTemp = (((OutFile[i][6]<<8)|OutFile[i][5])<<5)|0x08;

tmp_buf1[8] = (shTemp>>8)&0xFF;

tmp_buf1[9] = shTemp&0xFF;

Как видно из протокола ПЭВМKCAN (таблица 4.4.4), отправка эталонной регистрации на CAN-контроллер производится сообщениями размером 58 байт. В одном сообщении умещается информация о состоянии максимум 5-и прослушиваемых устройств системы «Витязь» (идентификаторов). Эта информация берется из эталонного файла регистрации и записывается в 10-17, 20-27, 30-37, 40-47 и 50-57 байты сообщения. Идентификаторы самих устройств записываются в 8,9; 18,19; 28,29; 38,39 и 48,49 байты.

Из полученного от ПЭВМ сообщения размером 58 байт CAN-контроллер вынимает информацию о состоянии устройств, представленных своими уникальными идентификаторами, и формирует сообщение собственного (понятного РПДП) форматадля дальнейшей отправки на РПДП.

Запись информации в РПДП производится строками по 17 байт. Формат строк описан в таблице 3.2.1. РПДП самостоятельно формирует значения 1,2,3,4 байтов строк, отвечающих за время приема сообщения от CAN-контроллера,5,8 резервных байтови9 байта, отвечающего за номер KCAN, отправившего сообщение (0 или 1 - головной KCAN-G, 2 или 3 - поездной KCAN-P). Оставшиеся 6,7 и 10-17 байты РПДП вынимает из сообщения, присланного CAN-контроллером.

На каждое полученное сообщение размером 58 байт CAN-контроллер отправляет ответ - сообщение размером 19 байт.Проанализировав это сообщение можно выявить произошедшие при передаче ошибки, если они были.

Таблица 4.4.6

ПЭВМKCAN (19 байт)

Байт	Значение	Примечание
0	0xEF
1	0xA4
2	-	ошибки работы CAN-контроллера если 0, то ошибок нет 0 бит = 1 - не удалось передать по CAN за 10 мс 1 бит = 1 - нет приема более 50 мс
3	-	ошибки CAN1 интерфейса по передаче (TEC)
4	-	ошибки CAN1 интерфейса по приему (REC)
5	-	ошибки CAN2 интерфейса по передаче (TEC)
6	-	ошибки CAN2 интерфейса по приему (REC)
7	0x00	резерв
8	0x00	резерв
9,10	-	идентификатор принятого сообщения + длина
11-18	-	информация

Функция BtnSendToCanClick() производит все вышеописанные действия, то есть инициирует USB-соединение вызовом функции InitUSB(), описанной выше, и производит обмен сообщениями сCAN-контроллером.

Листинг 4.4.1

void __fastcall TForm1::BtnSendToCanClick(TObject *Sender)

{

int CAN=1;

int flag=0, iseek=2;

if(!InitUSB(CAN)) return;

StatusBar->Panels->operator [](1)->Text = "Соединение установлено ";

//по протоколу заполняем «управляющий» буфер

//для задания режима взаимодействия по USB

chOut[0]=0x0F;

chOut[1]=0xA3;

chOut[2]=0x01;

chOut[3]=0x00;

chOut[4]=0x01; //устанавливается скорость 250 Кбит/сек

chOut[5]=0xB9;

chOut[6]=0x84;

if (!WriteUSB(chOut, 7)) //отправка по USB «управляющего» сообщения (7 байт)

{

Application->MessageBoxW(L"Ошибка записи!!!", L"Запись", MB_OK | MB_ICONWARNING);

return;

}

if (!ReadUSB(7)) //прием ответного сообщения по USB (7 байт)

{

Application->MessageBoxW(L"Ошибка чтения!!!", L"Чтение", MB_OK | MB_ICONWARNING);

return;

}

FormirovanieCANPocketov(); //формирование CAN пакетов и их отправка по USB

StatusBar->Panels->operator [](2)->Text = "Запись произведена ";

BtnReadHeader->Enabled = true;

Screen->Cursor = crDefault;

}

Функция FormirovanieCANPocketov() производит формирование CAN-пакетов размером 58 байт и отправку этих пакетов наKCAN-G или KCAN-P CAN-контроллеры в зависимости от идентификаторов устройств, которые составляют сообщение: если идентификаторы < 0x600 - отправка по KCAN-G (в функции InitUSB() устанавливаются VID и PID KCAN-G), если идентификатор > 0x600 - отправка по KCAN-P (в функции InitUSB() устанавливаются VID и PID KCAN-P).

4.5 Считывание регистрации с РПДП по Wi-Fi и сравнение

После отправки регистрации на РПДП необходимо отсоединить USB-кабель и подключиться к блоку РПДП по Wi-Fi. Открыть оглавление, найти в нем только что созданную регистрацию и прочитать ее. Процесс считывания описан в главе 3.

После считывания необходимо произвести сравнение двух регистраций с целью выявления искажений в информации об устройствах. Сравнение двух регистраций ошибок не выявило. Но для проверки работоспособности программы было решено модифицировать по 1 байту в 3, 4 и 5 кадрах регистрации с целью определения, выявит ли программа эти изменения.

Как видно из рис.4.5.1 программа выявила все модификации, предоставив информацию о кадре, в котором встретилась некорректная запись, об идентификаторе, в 8-и байтовом сообщении которого произошли изменения, и о самих изменениях. Программа также предоставляет возможность просмотра содержания любого интересующего кадра обеих регистраций. На рис.4.5.1 выведено содержание третьего кадра, в котором, как выяснилось, присутствуют ошибки. Можно увидеть, что последний байт информации об устройстве с идентификатором 0x01С7 был искажен (вместо 0x00 значение 0x50).

Рисунок 4.5.1 Сравнение эталонной и зарегистрированной регистраций.

4.6 Вывод

Для тестирования корректности обмена информацией между устройствами системы «Витязь», регистратором параметров движения поезда и стационарной ПЭВМ был создан стенд РПДП, а также ПО стенда РПДП. Для проверки блока РПДП производилась запись эталонной регистрации средствамиKCAN-G и KCAN-P контролеров по каналу USB в РПДП. Далее регистрация, зарегистрированная блоком РПДП, считывалась с помощью Wi-Fi-технологий на стационарную ПЭВМ для дальнейшего сравнения с эталонной.

Сравнение двух регистраций ошибок не выявило. Для проверки работоспособности программы было решено модифицировать считанную по Wi-Fi регистрацию. Программа выявила все модификации, предоставив информацию о кадрах, в которых встречались некорректные записи.

Таким образом, можно сделать вывод, что, так как не модифицированные файлы регистрации при сравнении совпали, информация проследовала из опрашиваемых устройств системы «Витязь» (которые мы имитировали при отправке эталонной регистрации средствамиKCAN-G и KCAN-P контролеров) в РПДП, а потом в ПЭВМ без искажений. Это доказывает, что выявленные в третьей главе участки превышения фактической скорости над допустимой не следствие искажения информации при передаче, а следствие более серьезной проблемы в работе основных устройств электропоезда.



ГЛАВА 5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

5.1 Безопасность условий труда инженера-программиста

Вся работа по разработке программного продукта осуществляется в закрытом помещении на ПЭВМ за письменным столом перед экраном монитора. Поэтому в разделе безопасности жизнедеятельности рассмотрим подробно организацию рабочего места программиста, учитывая специфику условий его работы, а также меры, направленные на снижение вредных последствий от длительной работы с ПЭВМ.

Специфика труда программиста заключается в больших умственных и зрительных нагрузках, малой двигательной активности, в неподвижной рабочей позе и монотонности выполняемых операций. Кроме того, следует учитывать и такие внешние факторы, как освещенность, вентилируемость помещения, уровень шума, температурный режим, воздействие электромагнитных полей. Эти факторы отрицательно сказываются на самочувствии работающего, на производительности его труда и на правильности полученных в ходе работы результатов.

В соответствии с Законом РСФСР «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» должен осуществляться контроль за соблюдением требований санитарных правил и за проведением гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий, направленных на предупреждение заболеваний работников.

Но прежде всего самработник должен быть осведомлен о возможных негативных последствиях от несоблюдения условий безопасного труда и по возможности должен организовать свой труд таким образом, чтобы свести эти последствия к минимуму.

При работе с компьютером разработчикможет столкнуться с воздействием таких ОПФ и ВПФ, как повышенный уровень шума, повышенная температура внешней среды, отсутствие или недостаток естественного света, недостаточная освещенность рабочей зоны, неудовлетворительные условия по микроклимату и составу воздуха рабочей зоны, электрический ток, статическое электричество, воздействие электромагнитных полей.

Нельзя также не учитывать воздействие таких психофизиологических факторов, как умственное перенапряжение, перенапряжение зрительных и слуховых анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки.

Работа разработчикамалоподвижна, что отрицательно влияет на опорно-двигательный аппарат. Значительную дополнительную нагрузку вызывают неверно выбранные эргономические характеристики и ошибки в конструктивном оформлении рабочих мест. Рассмотрим этот вопрос более подробно.

5.1.1 Эргономические требования к рабочему месту программиста

Для обеспечения нормальных условий труда санитарные нормы устанавливают на одного работающего объем производственного помещения не менее 15 м³, площадь помещения выгороженного стенами или глухими перегородками не менее 4,5 м² при высоте потолка не менее 3,3 м. В соответствии со строительными нормами и правилами, полы в помещении должны быть выполнены из негорючих материалов и удовлетворять гигиеническим, технологическим и эксплуатационным требованиям.
Важную роль играет планировка рабочего места, которая должна удовлетворять требованиям удобства и экономии энергии и времени, рационального использования занятого пространства и удобства обслуживания устройств ЭВМ, соблюдение правил охраны труда. При организации рабочего места приняты во внимание данные антропометрии. Рабочее пространство организованно на основе данных об охвате рук человека - 40 см. Ближней зоне соответствует область, охватываемая рукой с прижатым к туловищу локтем, дальней зоне - область вытянутой руки. При этом движения работника получаются такими, что группы его мышц нагружены равномерно, а лишние непроизводительные движения устранены. Сидеть от дисплея нужно не ближе 60-70 см (примерно на расстоянии вытянутой руки).Не должно быть ярких источников света за экраном монитора (окон, источников искусственного освещения и т.п.). Кроме того, яркие источники света не должны создавать бликов на экране монитора.

Элементы рабочего места:

1 - рабочий стол;2- рабочий стул;3 - подставка для ног.

Таблица 5.2.1.

Параметры оптимального рабочего места программиста

№	Элемент рабочего места	Параметры	Величина (мм)	Диапазон регулирова-ния (мм)
1	Рабочий стол	Высота рабочей поверхности Ширина Пространство для ног: - высота - глубина на уровне колен - глубина на уровне вытянутых ног	725 800, 1000, 1200, 1400 600 450 650	нет нет нет нет нет
2	Рабочий стул (подъемно-поворотный)	Ширина сиденья Глубина сиденья Высота поверхности сиденья Угол наклона сиденья - вперед - назад Высота опорной поверхности спинки Ширина спинки Радиус кривизны спинки в горизонтальной плоскости Угол наклона спинки в вертикальной плоскости Расстояние от переднего края сиденья до спинки	400 400 475 00 00 300 380 400 00 330	нет нет 400-550 00-150 00-150 280-320 нет нет от-300до+300 260-400
	Подлокотники (съемные или стационарные)	Длина Ширина Высота над сиденьем Расстояние между подлокотниками	250 50...70 230 425	нет нет 200-260 350-500
3	Подставка для ног	Ширина Глубина Высота Наклон опорной поверхности	300 400 150 00	нет нет нет 00-200

Все регулируемое оборудование было отрегулировано так, что стало возможным принять наиболее удобное положение за компьютером.

Также немаловажную роль в работе программиста играют составляющие ПЭВМ, с которыми программист находится в непосредственном контакте. В первую очередь к таким составляющим относятся устройства ввода-вывода ПЭВМ, как-то: монитор, клавиатура, мышь.

Изучив материал, содержащий информацию об электромагнитном воздействии электронно-лучевого монитора на человека мы пришли к выводу о необходимости комплектации штатной ПЭВМ плоскоэкранным жидкокристаллическим монитором. Его основные преимущества перед ЭЛТ-монитором таковы:

1) отсутствие столь мощного э/м излучения, присущего ЭЛТ-мониторам

2) плоский экран, не дающий искажений изображения

3) отсутствие мерцания, свойственного ЭЛТ-мониторам

4) малое место, занимаемое ЖК-монитором на рабочем столе

5) более широкие возможности регулировки изображения по яркости, контрасту, насыщенности, световой температуре, балансу цветов

На основании проведенного исследования был выбран монитор LG FLATRON L1730S.

5.2 Вредные производственные факторы в помещениях

В помещениях лабораторий существует множество вредных производственных факторов, среди которых можно выделить такие, как источники повышенного шума, нерациональные освещение и микроклимат. Основная задача при организации лабораторий - нормирование данных факторов.

Таблица 5.3.1.

Оптимальные нормы микроклимата для помещений [15], [16]

Период года	Категория работ	Температура воздуха, °С, не более	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	легкая - 1а	22-24	40-60	0,1
	легкая - 1б	21-23	40-60	0,1
Теплый	легкая - 1а	23-25	40-60	0,1
	легкая - 1б	22-24	40-60	0,2

Примечание: 1а - работы, производимые сидя и не требующие физического напряжения (расход энергии до 120 ккал/ч); 1б - работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (расход энергии - от 120 до 150 ккал/ч)

5.2.1 Уровень шума

Допустимые уровни шума на рабочих местах соответствуют требованиям [14].

В помещениях, где работают инженерно-технические работники, осуществляющие лабораторный, аналитический или измерительный контроль, уровень шума не превышает 60 дБ. В помещениях операторов ЭВМ (без дисплеев) уровень шума не превышает 65 дБ. Согласно [14], на рабочих местах в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин (принтеры, сканеры и т.п.) уровень шума не превышает 75 дБ.

Шумящее оборудование (принтеры и т.п.), уровни шума которого превышают нормированные, должно находиться вне помещения. Снизить уровень шума в помещениях можно использованием звукопоглощающих материалов для отделки помещений. Помещение, в котором я работал, оборудовано современными пластиковыми окнами, уровень поглощения внешнего шума очень высок.

5.2.2 Освещенность рабочего места

Помещения с ПЭВМ имеют, согласно [14], естественное и искусственное освещение, причем естественное освещение осуществляется через светопроемы, ориентированные преимущественно на север и северо-восток и обеспечивают коэффициент естественной освещенности (КЕО) не ниже 12% в зонах с устойчивым снежным покровом.

Искусственное освещение в помещениях эксплуатации персональных электронных вычислительных машин (ПЭВМ) осуществляется системой общего равномерного освещения. В производственных и административно-общественных помещениях, в случаях преимущественной работы с документами, допускается применение системы комбинированного освещения (к общему освещению дополнительно устанавливаются светильники местного освещения, предназначенные для освещения зоны расположения документов).

Рациональное освещение помещений - один из наиболее важных факторов, от которых зависит эффективность трудовой деятельности человека. Хорошее освещение необходимодлявыполнениябольшинства задач оператора. Для того, чтобы спланировать рациональную систему освещения, учитывается специфика рабочего задания, для которого создается система освещения,скорость и точность, с которой это рабочее задание должно выполняться,длительность его выполнения иразличные изменения в условиях выполнения рабочих операций.

Помещение, в которомнаходитсярабочееместо программиста имеет следующие характеристики:

- длина помещения5,5 м;

- ширина помещения 3,1 м;

- высота 3,2 м;

- число окон 1;

- количество рабочих мест 3;

- окраска интерьера:белый потолок, бежевые стены, пол обтянут линолеумом коричневого цвета.

В данном помещении используется общее искусственное освещение.

Расчет его осуществляется пометодусветовогопотокас учетом потока, отраженного отстен и потолка.

Нормами для данных работ установлена необходимаяосвещенность рабочегоместа Ен=300лк (средняя точность работы по различению деталей размером от 1 до 10 мм).

Общий световой поток определяется по формуле:

F_общ =, где

Ен - нормированная освещенность ( Ен=300лк );

S- площадь помещения;

z1 - коэффициент,учитывающий старение ламп и загрязнение светильников ( z1=1.5 );

z2 - коэффициент, учитывающий неравномерность освещения помещения (z2=1.1 );

V- коэффициент использования светового потока определяется взависимостиоткоэффициентовотраженияот стен, потолка, рабочих поверхностей,типовсветильников и геометрии помещения.

Площадь помещения:

S= А * В = 5,5 * 3,1 = 17,5 м

Коэффициент использования светового потока рассчитаем по следующим данным:

-коэффициент отражения побеленного потолка Rп=70%;

- коэффициентотраженияотстен,окрашенныхв светлую краску Rст=70%;

- коэффициент отражения от пола, покрытого линолеумом темного цвета Rp=10%;

- индекс помещения:

i=

При одинаковом коэффициенте отражения от потолка и стен, равном 0,7, коэффициент использования светового потока в зависимости от индекса помещения имеет следующие значения:

Таблица 5.2.2.1

Индекс помещения

Индекс помещения, i	0,5	1	2	3	4	5
Коэффициент использования, V	0,22	0,37	0,48	0,54	0,59	0,61

Коэффициент использования светового потока V=0.28.

По формуле определяем общий световой поток:

F_общ

Для организацииобщегоискусственногоосвещения выбраны лампы Philips MASTER TL5 High Efficiency 35W/840 G5 T5. Люминесцентные лампыимеютряд преимуществ перед лампами накаливания: их спектр ближе к естественному; они имеют большую экономичность (большесветоотдача)и срок службы (в 10-12 раз). Наряду с этим имеются и недостатки: их работа сопровождается иногдашумом;хуже работают при низких температурах;их нельзя применять во взрывоопасных помещениях; имеют малую инерционность.

Для нашего помещения люминесцентные лампы подходят. Исходя из технических характеристик, световой поток однойлампы Philips составляетнеменее Fл=3650 лм. Электрическая мощность одной лампы 35 Вт. Число N ламп, необходимых для организации общего освещения определяется по формуле:

N=

Таким образом, чтобы обеспечить световой поток Fобщ=30037 лм надо использовать9 ламп. В помещении установлено 4 светильника по 2 лампы Philips, то есть 8 ламп, которые обеспечивают световой поток F_общ=29200 лм. Так как это минимальный показатель, можно сделать вывод, что требуемая освещенность достигается.

Мощность всей осветительной системы:

Wобщ = Wл * N = 35 * 8 = 280 Вт.

5.3 Обеспечение мер противопожарной безопасности

В рабочих помещениях имеется большое число легковоспламеняющихся материалов. По пожарной безопасности такие помещения относятся к категории “В” (СНиП - 2 - М2 - 72).

Пожарная безопасность обеспечивается:

- системой предотвращения пожара;

- системой пожарной защиты;

Источником возникновения пожара в отделе может являться неисправность электросети. Для предотвращения пожара необходимо применять оборудование, удовлетворяющее требованиям пожаробезопасности.
Все помещения отдела должны быть 1-2 степени огнестойкости (СН-245- 71). Материалы, применяемые для ограждающих конструкций и отделки должны быть огнестойкими. Для изготовления ограждающих конструкций обычно используются кирпич, железобетон, стекло и т. д. Применение дерева должно быть ограничено, а в случае его использования, оно пропитывается огнезащитным составом.

В помещениях проходя коридоры и рабочие места, не следует загромождать различными предметами: бумагой, оборудованием и т.д. Все отходы бумаги от печатающих устройств и другую ненужную бумагу необходимо своевременно убирать.

В отделе нельзя использовать установки для тушения пожара с применением воды, пены, сухих химических порошков.

Для борьбы с небольшими локальными возгораниями следует применять углекислые огнетушители, которые должны располагаться в легко доступных местах.

Основным средством тушения пожара являются переносные тушители и стандартные углекислотные установки ОУ-2 и ОУ-5. Достоинством углекислотных средств тушения пожара является то, что они обладают высокой эффективностью тушения и не повреждают электронного оборудования. Кроме того, углекислый газ не является проводником электричества, что важно при тушении пожара в помещении, где установлено оборудование, потребляющее электроэнергию. Переносные углекислотные огнетушители устанавливаются в помещениях с вычислительным оборудованием из расчета один огнетушитель на 40 - 50 кв. м., но не менее двух в помещении (ГОСТ - 12.1 - 004 - 76).

Средством обнаружения и оповещения при пожаре являются датчики, которые устанавливаются в вытяжных воздуховодах, в подпольном пространстве, в хранилищах носителей информации и других помещениях.

5.4 Вывод

1. В данном разделе дипломного проекта было показано, каким образом организовано рабочее место программиста-дипломника, а также приведены некоторые правила и рекомендации по уменьшению усталости при работе за ПЭВМ.

2. В данной работе были представлены требования и рекомендации по организации рабочего места.

3. Для создания и поддержания благоприятной рабочей атмосферы необходимы совместные усилия как работодателя, так и трудящегося. На первом лежит правильная организация рабочего места и производственного процесса, в соответствии с государственными стандартами и нормами; на втором - организация распорядка своего трудового процесса таким образом, чтобы хватало времени на регулярные перерывы, посвященные восстановлению работоспособности организма.

4. Был произведен расчет освещенности рабочего места программиста. Из произведенного в данном разделе расчета следует, что для нормальной работы пользователя рабочего места с видеотерминальным устройствомнеобходимо общее освещение помещения со световым потоком лм, для чего необходимо наличие 8 ламп.

5. Были рассмотрены меры противопожарной безопасности.



ГЛАВА 6. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ

Системы обеспечения безопасности движения давно стали обязательными для электроподвижного состава метрополитена и предназначены для обеспечения безопасной эксплуатации поездов.

Используемую сегодня в московском метрополитене систему «Витязь» нельзя назвать комплексной, так как она не включает в себя несколько важных функций, над которыми ведется активная работа. Проектирование и написание пакета прикладных программ для выполнения одной из этих функций и было осуществлено в данном дипломном проекте.

Сегодня система «Витязь» не обеспечивает функцию регистрации параметров движения поезда с дальнейшей передачей этих параметров на стационарный пункт расшифровки регистратора параметров движения поезда (РПДП) по радиоканалу. Вместо использования для передачи данных радиоканала, персонал линии вынужден вручную производитьзапись данных регистрации на переносной USB-флэш-накопитель и перенос этих данных с USB-флэш-накопителя на стационарный пункт расшифровки в депо. Учитывая количество поездов, курсирующих на одной линии, и объемы зарегистрированных данных, необходимо большое количество людей для выполнения этой достаточно бесполезной работы.

Но, как и любая разрабатываемая система, данная система требует некоторых вложений. Для реализации автоматизации процесса передачи информации требуется произвести закупку необходимого оборудования и разработку программного обеспечения.

В данной главе будет произведен расчет технико-экономических показателей системы передачи до внедрения передачи по радиоканалу и после. Также будет произведен расчет экономической эффективности внедрения системы.

В настоящий момент подписан договор об установке разработанной системы в три депо:

· Электродепо «Новогиреево»

· Электродепо «Варшавское»

· Электродепо «Владыкино»

Далее произведем расчет расходов на передачу информации каждого из трех депо.

6.1 Расчет технико-экономических показателей системы передачи информации без использования радиоканала

В первую очередь необходимо определить капитальные затраты на оборудование системы передачи. Для этого необходимо вычислить количество занятого в передаче информации персонала.

Таблица 6.1.1

Расчет требуемого количества людей для передачи информации

Депо	Линия	Кол-во составов	Частота захода поезда в депо	Кол-во РПДП в поезде
Новогиреево	Калининская	32	1 раз в два дня	2
Варшавское	Серпуховско-Тимирязевская	50
Владыкино	Серпуховско-Тимирязевская	55

Депо «Новогиреево».

Как видно из таблицы 6.1.1, в данном депо за два дня производится 64 считывания информации. Среднее время считывания 1 регистрации - 25 минут. Получается, что за двое суток персонал депо должен потратить 1600 минут или 26,7 часов на считывание регистраций, а за одни сутки 13,35 часов. Учитывая тот факт, что рабочий день длится 8 часов, можно посчитать, что количество людей, необходимых для считывания в сутки, равно 2. Так как метро работает в выходные и праздники, примем количество людей, необходимых для считывания равным 3.

Депо «Варшавское».

За два дня производится 100 считываний информации. За двое суток персонал депо должен потратить 2500 минут или 41,7 часа на считывание регистраций, а за одни сутки 20,8 часов. Количество людей, необходимых для считывания в сутки, равно 3. Так как метро работает в выходные и праздники, примем количество людей, необходимых для считывания равным 4.

Депо «Владыкино».

За два дня производится 110 считываний информации. За двое суток персонал депо должен потратить 2750 минут или 45,8 часа на считывание регистраций, а за одни сутки 22,9 часов. Учитывая тот факт, что рабочий день длится 8 часов, можно посчитать, что количество людей, необходимых для считывания в сутки, равно 3. Так как метро работает в выходные и праздники, примем количество людей, необходимых для считывания равным 4.

Таблица 6.1.2

Расчетное количество сотрудников

Депо	Требуемое количество сотрудников
Новогиреево	3
Варшавское	4
Владыкино	4
	11



Таблица 61.3

Требуемое для передачи оборудование

Наименование оборудования	Количество единиц	Стоимость, руб.	Примечания
		единицы	общая
1	2	3	4	5
USB-флэш накопители	22	1000	22000
ПЭВМ С5000МВ	3	14000	42000	Core i3-3220/ 4ГБ /500 ГБ/ Wi-Fi

Таким образом, капитальные затраты на исходную систему составляют 64 тыс. руб.

Сумма затрат на обеспечение передачи информации в год составит величину годовых эксплуатационных расходов (Э).

Эксплуатационные расходы складываются из следующих экономических элементов затрат:

· материальные затраты;

· расходы на оплату труда (Т). В составе данного элемента отражаются основная и дополнительная заработная плата, оплата работ по трудовому соглашению и договору подряда;

· страховые взносы;

· амортизация основных фондов (А). Амортизационные отчисления определяются как износ собственных и арендованных основных фондов, исчисленный по нормам амортизационных отчислений на полное восстановление от балансовой стоимости основных производственных фондов (К) (по каждому виду оборудования по установленным для него нормам амортизации);

· прочие расходы. В данном элементе отражаются налоги, сборы, платежи (включая по обязательным видам страхования), отчисления в страховые фонды, оплата работ по сертификации оборудования и услуг, затраты на обучение кадров, затраты на прочие производственные и транспортные расходы;

· затраты на электроэнергию.

Численность эксплуатационно-технического персонала по обслуживанию поездов и считыванию информации в трех депо определяется на основаниитаблицы.

Таблица 6.1.4

Численность эксплуатационно-технического персонала

Наименование должности	Число штатных единиц	Месячный оклад одной единицы, руб.	Общий месячный оклад, руб.
Обслуживающий персонал:
начальник группы обслуживания	1	40000	40000
инженер по обслуживанию	11	30000	330000
Итого			370000

Годовой фонд заработной платы определяется на основании рассчитанной численностипроизводственного персонала идолжностных месячных окладов по категориям работников. В годовойфонд заработной платы включается премиальныйфонд (можно принять в размере 25%).

Годовой фонд заработной платы равен 5550,0 тыс. руб.

Отчисления на страховые взносы 388,500 тыс. руб. (7% от фонда зарплаты).

Расходы на закупку используемыхобслуживающим персоналом USB-флэш накопителей в капитальных затратах не учитываются, но амортизационные отчисления посчитать необходимо.

Таблица 6.1.5

Нормы амортизационных отчислений

Группы и виды основных фондов	Общая норма амортизационных отчислений, %
USB-флэш накопители	14,0
Машины электронные цифровые с программным управлением общего назначения, специализированные и управляющие	12,0

Амортизационные отчисления на 3 депо:

A= 14%*(22000) + 12%*(64000)=10,760 тыс. руб.

Амортизационные отчисления 10,760 тыс. руб.

Электроэнергия со стороны производственных нужд.

Затраты на электроэнергию зависят от: мощности, потребляемой оборудованием; графика работы оборудования; тарифов на электроэнергию.

Затраты на электроэнергию определяются по формуле:

Эл = Т·d ? ·?(W_i·t_i·n_i)/1000,

где

Т - тариф на электроэнергию, руб./кВт·час (2,5691руб./кВт·час);

d - количество дней в году;

n_i - объем оборудования i-го вида;

W_i - мощность, потребляемая единицей оборудования i-го типа в час;

t_i - количество часов работы оборудования i-го типа в сутки;

? - КПД электропитающей установки (? = 0,75).

Тариф на электроэнергию выбираем согласно действующему тарифу по Москве для юридических лиц с диапазоном напряжения НН 2,5691руб./кВт·час.

Таблица 6.1.6

Затраты на электроэнергию

Оборудование	Потребляемая мощность ВТ*час	Количество	Расходы на оплату электроэнергии тыс.руб.
ПЭВМ С5000МВ	330	3	7,426

Прочие производственные и административно-управленческиерасходы.

Прочие производственные иадминистративно-управленческие расходы можно рассчитать как 10% от годового фонда заработной платы. Прочие производственные и административно-управленческие расходы = 555,0 тыс. руб.

Далее определяются годовые эксплуатационные расходы как сумма отдельных статей (в форме таблицы).

Таблица 6.1.7

Годовые эксплуатационные расходы по обслуживанию трех депо

Статьи затрат	Величиназатрат, тыс. руб.
Заработная платаработников основной деятельности	5550,0
Отчисления на социальные нужды	388,500
Амортизационные отчисления	10,760
Электроэнергия со стороныдляпроизводственных нужд	7,426
Прочие производственные иадминистративно-управленческие расходы	555,0
	6511,686

Эксплуатационные расходы на систему без использования радиоканала составляют 6511,686 тыс. руб.

6.2 Расчет технико-экономических показателей системы передачи информации с использованием радиоканала

Для обеспечения передачи данных по Wi-Fi радиоканалу был разработан программный продукт (ПП). Себестоимость программного продукта складывается из следующих статей затрат:

· заработная плата разработчиков;

· заработная плата административно-управленческого персонала;

· суммарные отчисления с заработной платы в страховые фонды;

· амортизационные отчисления;

· расходные материалы;

· программное обеспечение для разработки.

Численность работников для каждого этапа жизненного цикла программного продукта:

Таблица 6.2.1

Численность работников для разработки ПО

Стадии жизненного цикла ПП (i)	Численность персонала (N)	Уровень квалификации (k)	Время работы, мес. (t)
Проектирование	1	10	0,5
Разработка	1	9	1
Тестирование	1	6	1
Внедрение	1	6	0,5

Плата за единицу квалификационного уровня составляет b = 5000 руб.

В этом случае заработная плата персонала составит:

=25000+45000+30000+15000=115000 руб.

=17250 руб.

Примем отчисления с заработной платы в страховые фонды равными 32%. Тогда размер отчислений будет составлять 25300+3795=29095 руб.

Амортизационные отчисления рассчитываются как установленный процент отчислений с компьютера в год. Доля отчислений, приходящаяся на данный программный продукт в течение времени его создания составляет 66%. Стоимость компьютера, на котором было написано ПО к моменту написания составляла 24,0 тыс. руб. Примем норму амортизационных отчислений равной 12% в год. Тогда за 3 месяца норма будет составлять 4%. 24000*4%=960 руб. 960 * 66%=634 руб.

Расчет расходных материалов примем равным 400 руб.

Над программным обеспечением рабо...