2.2 Расчеты энергетики радиолиний и моделирование задержки передачи пакетов от радиосистемы мониторинга в диспетчерский центр

Для расчета энергетики радиолинии базовая станция -транспортное средство необходимо задаться некоторыми начальными параметрами. Технические характеристики систем радиолинии передачи данных должны соответствовать требованиях, регламентированным международными стандартами. Так как в нашей разработке применяется модуль GSM, то частота передачи данных выбирается равной 900 МГц. Ниже представлены требования к системам GSM в соответствии с этой рекомендацией, которые необходимо учитывать при расчете энергетики радиолинии базовая станция - абонент.

Полоса частот, MГц

900-905

Разнос каналов, МГц

9,5

Усиление антенны (ненаправленной), дБ

8...15

Мощность приемника на канал, мВт (дБВт)

200

Вид модуляции

ЧМ

Примем максимальный диаметр антенны на краю зоны обслуживания равным 0,4 м, а радиус зоны обслуживания - 4 км.

Следующим этапом расчета энергетики радиолинии базовая станция - абонент является определение полной мощности шумов, создаваемых на входе приемного устройства различными источниками.

Полная эквивалентная шумовая температура приемной системы, состоящей из антенны и собственно приемника, приведенная ко входу приемника (т.е. к точке стыковки с приемником) определяется по формуле :

где Та - эквивалентная шумовая температура антенны;

- коэффициент передачи антенно-волноводной части приемного тракта;

- абсолютная температура среды ( = 290 К);

- эквивалентная шумовая температура первого конвертора, обусловленная его внутренними шумами;

- эквивалентная шумовая температура второго конвертора, обусловленная его внутренними шумами;

Эквивалентная шумовая температура антенны может быть представлена в виде составляющих, которые обусловлены различными факторами [6]:

- прием космического радиоизлучения;

- излучение атмосферы с учетом дождя;

- прямое излучение земной поверхности через боковые лепестки диаграммы направленности антенны;

- коэффициент, учитывающий уровень энергии, попадающей в антенну через боковые лепестки. Примерно с » 0,05...0,4.

Рассчитаем величину эквивалентной шумовой температуры антенны, работающей в диапазоне 900МГц.

Шумовую температуру антенны, обусловленную излучением космоса и радиоизлучением атмосферы с учетом дождя находим по графикам частотной зависимости шумовой температуры Галактики и атмосферы (без учета дождя) в . Величину излучения земной поверхности через боковые лепестки диаграммы направленности антенны находим по графику частотной зависимости шумовой температуры атмосферы (с учетом дождя). Шумовое радиоизлучение земной поверхности имеет тепловой характер и в полной мере обусловлено поглощением сигналов в атмосфере с учетом дождя.

Из указанных графиков находим , ,

= 0;

= 320 К;

= 270 К;

Примем с = 0,2 и рассчитаем шумовую температуру приемной антенны абонента:

Та = 0 + 320 + 0,2 * 270 = 374 К;

Эквивалентные шумовые температуры конверторов, обусловленные его внутренними шумами определяются из коэффициентов шума этих конверторов, при том, что Кш1 = 0,8 дБ, а Кш2 = 6 дБ :



Подставим значения:

Для того, чтобы любой абонент мог разместить антенну в удобном для него месте, длина соединительного кабеля должна быть не меньше 10 м. При ослаблении сигнала в кабеле 0,3 дБ/м hпер = 0,5.

Следовательно, полная эквивалентная шумовая температура приемной системы:

Рассчитаем коэффициент усиления приемной антенны на краю зоны обслуживания при диаметре антенны 0,4 м в диапазоне 900МГц по формуле [6]:

где q - коэффициент использования поверхности (для параболических антенн 0,5...0,6 м);

d - диаметр приемной антенны абонента;

- средняя длина волны диапазона.

Рассчитывается по формуле:

где с - скорость света, ;

f - средняя частота диапазона, f = 900 М Гц.

Рассчитаем среднюю длину волны диапазона:

Найдем коэффициент усиления приемной антенны абонента на краю зоны обслуживания:

Теперь найдем добротность приемной установки. Добротность является главной характеристикой приемной установки. Она определяется по формуле

где G - усиление приемной антенны абонентской установки;

- полная эквивалентная шумовая температура приемной системы.

Подставляем найденные раньше значения:

Основной характеристикой передатчика является эквивалентная изотропно-излучаемая мощность. Она находится по формуле :



где ЕИИМ - эквивалентная изотропно-излучаемая мощность;

- необходимое отношение средней мощности сигнала к средней мощности шума на входе приемника;

- основные потери энергии сигнала в свободном пространстве вследствие рассеивания;

- потери в дожде;

- произведение постоянной Больцмана к на шумовую полосу приемника абонента , к = 1,38*10-²³ Вт/К/Гц;

М - запас на случайные неучтенные потери энергии сигнала.

Затухание энергии сигнала в дожде в диапазоне 900МГц очень большое по сравнению с диапазоном Кu. Величину затухания мы определим по графику частотной зависимости коэффициента поглощения в дожде различной интенсивности для интенсивности 7 мм/ч. По графику статистических распределений среднеминутных значений интенсивности дождей в [находим, что при I = 7 мм/ч Тд = 0,03.

При радиусе зоны обслуживания R = 4 км величина затухания в дожде определяется по формуле :

где - потери в дожде на км;

R - радиус зоны обслуживания.

Найдем потери в дожде, определив сначала

= 2 дБ/км

Тогда

Основные потери энергии сигнала в свободном пространстве вследствие рассеивания определяются по формуле :

Рассчитаем ЕИИМ на канал передатчика базовой станции:

ЕИИМ = 19,5 + 136,8 + 8 - 12,36 - 153,87 + 5 = 2,82 дБ.

Мощность передатчика базовой станции определим из формулы

где - мощность передатчика на канал;

- коэффициент усиления передающей антенны. Для ненаправленной антенны базовой станции GSM коэффициент усиления передающей антенны равен 10...15 дБ;

- коэффициент передачи антенно-волноводного тракта. Так как на базовой станции GSM передатчик располагается непосредственно рядом с антенной, то потери в антенно-волноводном тракте практически отсутствуют.

Полная мощность передатчика при вещании пакета из 12 параметров определяется по формуле :



Определим максимально возможную площадь покрытия вещанием.

Максимальная площадь соты :

Канальная емкость диапазона 900МГц составляет 128 каналов. При вещании одной базовой станцией 32 телевизионных программ можно организовать 4 соты. Тогда общая площадь покрытия вещанием находится по формуле:

2.3 Разработка варианта конструктивного исполнения модуля транспортных средств

Конструктивное исполнение модуля транспортного средства системы GPS/ГЛОНАСС/ GSM мониторинга должно соответствовать следующим требованиям:

- Иметь небольшие массу и габариты, так как оборудование размещается на борту автотранспортного средства, и его установка не должна влиять на тактико-технические характеристики транспортного средства..

- Обеспечивать возможность установки, чтобы быть защищенным от внешних факторов следующей интенсивности:

-Рабочая температура от -30 до +55 С, температура хранения от -40 до 65 С.

-Относительная влажность от 0 до 90% при температуре 25 С.

- Выдерживать мгновенные ускорения и вибрационные нагрузки согласно ГОСТ 16019-2001.

- Должна обеспечиваться защита трекера от перепадов напряжения выше номинальных и замыкания напряжения на корпус.

- Конструкция модуля должна иметь исполнение «всё в одном», то есть плата управления, спутниковый навигационный приёмник, приёмо-передающие устройства, внутренний аккумулятор должны быть интегрированы в один корпус, к которому подключаются питание, антенны, исполнительные устройства и датчики, дисплеи, считыватели магнитных или радиометок, индикаторы и другие внешние устройства.

- Конструкция модуля должна обеспечивать возможность скрытного размещения его элементов внутри кузова транспортного средства, затруднение несанкционированного демонтажа и иметь защиту от механических и электромагнитных воздействий. При этом должен сохраняться доступ обслуживающего персонала к разъёму для считывания содержимого внутренней энергонезависимой памяти.

- Модуль должен обеспечивать электромагнитную совместимость радиоэлектронных средств в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50842-95.

- Прибор не должен требовать технического обслуживания, как со стороны эксплуатирующей организации, так и со стороны прочих организаций.

- прибор должен иметь надежное и простое крепление к кузову автотранспортного средства

Исходя из перечисленных выше требований, а также на основе предложенной принципиальной схемы модуля транспортных средств, предлагается выполнить прибор в виде трех элементов-самого модуля, антенны GPS/ ГЛОНАСС, а также антенны GSM для связи с наземными станциями. Габаритный чертеж транспортного модуля приведен на рис.2.4.



Рис.2.4. Габаритный чертеж транспортного модуля

Как видно из чертежа, модуль имеет небольшие габариты, узлы крепления позволяют надежно закрепить его на удобном месте автотранспортного средства.

На одной стороне модуля предлагается установить гнезда для подключения антенн GPS и GSM. Это связано с тем, сто высокочастотная часть устройства объеденена на одной плате и поэтому антенные входы располагаются рядом.

Светодиодные индикаторы расположены на верхней крышке устройства. Они указывают на то, что в текущий момент времени сигнал принимается приемником GPS/ТГОНАСС или передается GSM- модулем.

На обратной стороне устройства расположены интерфейсные разъемы для подключения источника питания модуля, интерфейсы данных RS-485 и CAN для подключения к устройству датчиков уровня топлива, датчиков положения дверей автотранспортного средства, а также USB- разъем для программирования устройства и считывания информации с его энергонезависимой флэш-памяти в случае работы устройства в условиях отсутствия сети GSM.

Габаритные размеры устройства рассчитаны исходя из потребностей размещения всех элементов системы в одном блоке и равны. 106х79х23 мм.

В качестве антенны GPS используется готовое изделие производства компании COMPEL. Его габаритные размеры приведены на рис. 2.5.

Рис.2.5.GPS-антенна

Также готовое изделие производства компании MT-SYSTEM используется в качестве антенны GSM. Ее габаритный чертеж приведен на рис. 2.6.

Рис.2.6. Габаритный чертеж GSM- антенны

Таким образом, предлагаемая конструкция соответствует всем предъявляемым требованиям, позволяет укрепить устройство на любом транспортном средстве.

ГЛАВА III. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Технико-экономическое обоснование

Характеристика и оценка прогрессивности научно - технической продукции.

Целесообразность разработки новой техники определяется ее ролью и значением для народного хозяйства. При этом важно, чтобы эта техника была экономически эффективна и высокого качества. Качество же зависит от функционально-технических характеристик, а его изменение оценивается индексом технического уровня разрабатываемой техники.

Для определения индекса технического уровня требуется:

обосновать перечень функционально-технических характеристик, отражающих уровень качества проектируемой техники;

выбрать аналог (прототип), который будет использоваться в качестве базы для сравнения. Прототип должен иметь такое же функциональное назначение.

В качестве аналога радиосистемы мониторинга транспортных средств с позиционированием по сигналам GPS/ГЛОНАСС с ретрансляцией результатов измерений через GSM/GPRSмодуль была выбрана система, имеющая с разрабатываемой радиосистемой одинаковое функциональное назначение.

Основные характеристики базовой и новой НТПр приведены в таблице 1.

Таблица 1

Существенные свойства НТПр	Уровень свойств новойНТПр	Уровень свойств базовойНТПр	Значимость (вес) свойства
Научно-технический уровень	7	7	1ровень технический
Масштабируемость	8	6	30%
Ремонтопригодность	7	6	20%
Надёжность	8	7	30%
Эргономичность	8	8	10%

На основе таблицы определим эксплуатационную прогрессивность результатов радиосистемы. Для этого воспользуемся формулой [1]:

где - индекс эксплуатационной прогрессивности результатовНТПр,

- обобщенный количественный показатель эксплуатационного уровня НТПр, являющийся результатом дипломной работы.

- обобщенный количественный показатель эксплуатационного уровня базовойНТПр.

Обобщенный количественный показатель как для базовой НТПр, так и для разрабатываемой НТПр определяется с помощью средневзвешенной оценки [2]:

Где - значение j-го показателя i-го свойства НТПр, выраженного в баллах.

- значение «весового коэффициента» i-го свойства НТПр, выраженного в процентах.

Тогда обобщенный показатель эксплуатационного уровня для радиосистемы:

=

Обобщенный показатель эксплуатационного уровня для новой радиосистемы:

=

Оценим индекс эксплуатационной прогрессивности результатов НТПр:

Полученный индекс эксплуатационной прогрессивности показывает целесообразность разработки новой системы.

Календарное планирование работ

Календарное планирование работ осуществляется согласно директивному графику. Разработка календарного плана производится на основе данных о трудоемкости работ, связанных с выполнением дипломной работы.

Структуру трудоемкости отдельных этапов определяют, используя данные о видах работ, подлежащих выполнению. Результаты сведены в таблицу 2.

Таблица 2

№	Наименование этапов	Уд вес этапа в %	Трудоемк этапа, чел*ч	Кол-во исполнит	Производств цикл этапа	Длительн этапа в календарн днях
1	Анализ исх. Данных, разработка ТЗ	10%	28	2	3,5	4,9
2	Разработка базовой функциональной схемы	20%	56	2	7	9,8
3	Выбор и обоснование вариантов каналов беспроводной передачи данных	20%	56	2	7	9,8
4	Выбор модулей	20%	56	2	7	9,8
5	Расчет параметров радиолинии	10%	28	4	1,75	2,45
6	Разработка электрической схемы	15%	42	2	5,25	7,35
7	Разработка элементов конструктивного исполнения модулей	5%	14	2	1,75	2,45
	ИТОГО	100%	280		33,25	46,55

Общая трудоемкость работы 280 чел-часов. В графе «удельный вес этапа» приведена длительность этапа в процентах от полной длительности. В графе «трудоемкость этапа» приведена трудоемкость этапа в чел-часах, рассчитанная с помощью предыдущей графы. В графе «производственный цикл этапа» приведено количество рабочих дней, требующееся для выполнения этапа. Производственный цикл этапа рассчитывается по формуле [3]:

Где - это трудоемкость этапа вчел-час., = 8 часов - продолжительность рабочего дня, q - количество работников, одновременно участвующих в выполнении работ.

Пересчет длительности производственного цикла в календарные дни осуществляют умножением на коэффициент 1.4 [4].

Директивный график работ:

Рис.13

Определение показателей экономического обоснования

Определим сначала затраты на НТПр. Затраты на выполняемую НТПр определяются по следующим статьям расходов:

· Заработная плата разработчиков

· Затраты на социальные нужды

· Накладные расходы

· Прочие расходы

Оплата труда персонала определяется на основе общей трудоемкости создания радиосистемы и формах оплаты труда, расценок и тарифов.

Оплата труда определяется по формуле [4]:

где k - количество этапов, - трудоёмкость i-го этапа, - средняя часовая тарифная ставка оплаты работ i-го этапа.

Часовая ставка разработчиков определяется на основе их должностных окладов, количества рабочих дней в месяце и количества рабочих часов за день.

Таблица 3

Категория исполнителей	Месячный оклад (р.)
Инженер	15000
Техник	15000

Исходя из того, что количество рабочих часов за день = 8 часов и среднее количество рабочих дней в месяце d = 23 дня, получим величину часовой ставки инженера и техника:

Величина премии не превышает 40% (по данным с предприятия) от рассчитанной заработной платы. Величина заработной платы с учетом премии рассчитывается по формуле [4]:

Расчет заработной платы сводится в таблицу 4.

Таблица 4

№	Трудоемкость Стадии	Исполнители	Часовая ставка(р.)	Средняя ставка(р.)	Зарплата	Зарплата с учетом премии
	(чел-ч.)	Должность	Численность
1	28	Инженер	1	160	140	3920	5488
		Техник	1	120
2	56	Инженер	1	160	140	7840	10976
		Техник	1	120
3	56	Инженер	1	160	140	7840	10976
		Техник	1	120
4	56	Техник	1	120	140	7840	10976
		Инженер	1	160
5	28	Инженер	2	160	140	3920	5488
		Техник	2	120
6	42	Инженер	1	160	140	5880	8232
		Техник	1	120
7	14	Инженер	1	160	140	1960	27447
		Техник	1	120
ИТОГО	280					39200	54880

Таблица 5. Определение затрат, себестоимости и цены на НТПр

№	Наименование статей затрат	Затраты в р.	Удельный вес в %
1	Заработная плата	54880	29
2	Отчисления на социальные нужды	16464	9
3	Накладные расходы	109760	59
4	Прочие расходы	5488	3
ИТОГО		= 186592	100%

Цена разработки радиосистемы определяется исходя из принципа обеспечения безубыточности деятельности предприятия, получения прибыли, позволяющей выплатить обязательные платежи в бюджет и инвестировать расширение ее деятельности. Цена первоначальной продажи определяется как [6]:

,

где - текущие затраты на создание НТПр,

- оплата труда персонала в общих текущих затратах с учетом премии,

- уровень рентабельности, обеспечивающий безубыточность деятельности,

=200%

Цⁿ_НТПр= 186592+ 54880 = 241472

Оценка экономической эффективности НТПр

Экономическая эффективность оценивается путем расчета годового экономического эффекта . Величина определяется по следующей формуле [7]:

- затраты на выполнение темы прототипа, руб.;

- продолжительность разработки новой темы, лет (46 дней);

- уровень технической прогрессивности техники и технологического процесса;

Таким образом, годовой экономический эффект составляет:

Э_НТПр= (190000*1.16-373184)/0.126 = 268315

Характеристикой эффективности работы является уровень эффективности затрат на создание новой радиосистемы, рассчитываемый по формуле [8]:

E=Э_НТПр/ Ц_НТПр= 268315 / 241472 = 1.11

Полученная величина =1.11 свидетельствует об эффективности проведенной разработки. Экономия достигается за счет повышения качества проектирования.

ГЛАВА IV. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Охрана труда

В данной дипломной работе осуществляется разработка бортового модема дляуправление воздушным движением, соответствующего требованиям FANS. Основным инструментом при проектировании является персональный компьютер.

Применение ПЭВМ позволяет освободить человека от непроизводительной работы, связанной с обработкой информации, изменяет характер его труда. Но при этом увеличивается доля умственного труда, возрастает психоэмоциональная нагрузка.

При значительной трудовой нагрузке, нерациональной организации работы и неблагоприятных факторах производственной среды быстро снижается

производительность труда лиц, работающих за ПЭВМ, что приводит к уменьшению производительности труда и снижению качества работы, могут возникнуть перенапряжения, а в отдельных случаях срыв трудовой деятельности.

Длительная и неправильно организованная работа инженера - исследователя с ЭВМ может бьггь причиной следующих негативных явлений:

постоянная работа сидя приводит к мышечному утомлению, нарушению

- кровообращения в нижних конечностях и тазовой области;

- утомление органов зрения из-за постоянной работы с монитором компьютера;

- нервно-психологическое расстройство вследствие ошибок, неисправностей, отказов и сбоев в работе программы, чрезмерного темпа работы и т.п. Все это приводит к необходимости обеспечения безопасности работы с ЭВМ, правильной организации рабочего места и графика работы.

Все операции, связанные с использованием компьютера при моделировании

указанных процессов, производится в производственном помещении. Оно рас-

положено на седьмом этаже двенадцати этажного блочного дома.

Площадь помещения: 4.9x7.35=36 м², а его объем 89.6 м². Помещение имеет одно окно, размерами 1.5x1.8 м обращенное на юг. Для искусственного о< щения используется два светильника с лампами 100x60 Вт. Система отопления центральная водяная [24].

В помещении расположены два стола, один из которых оборудован ЭВМ. Помимо разработчика в помещении во время работы может находиться с один человек, занятый канцелярской работой без участия ЭВМ. Площадь помещения, согласно СанПИн 2.2.2.542-96, где на одного работающего устанавливается объем производственного помещения не менее 19.5 м и площадью менее 6 м², полностью соответствует нормам для работы на ЭВМ.

Для обеспечения микроклиматических условий, соответствующих ГО 12.1.005-88 , в холодный период года, в помещении предусмотрено централы водяное отопление, которое поддерживает температуру 22-24°С. В теплое в мя года температура воздуха в помещении зависит от внешней температуры среднем составляет 20-23°С. Искусственной вентиляции воздуха не предусмотрено, поэтому в помещение необходимо регулярно проветривать, для чего oi имеет открывающиеся проемы. Влажность воздуха в помещении составляет ¦ 50%. Требования к микроклиматическим условиям определяются согласно ГОСТ 12.1.055-88 и представлены в таблице 7

Основными источниками шума в рабочем помещении являются системный блок и принтер. Уровень звукового давления, создаваемого компьютером не превышает 15 дБ в полосе частот до 10 кГц. Уровень звукового давления принтера «Epson АР-3250» не более 20 дБ в полосе частот до 15 кГц. Шумы, проникающие в комнату с улицы, незначительны.

Требования к уровням шума указаны в ГОСТ 12.1.009-83 . Уровни звука и звукового давления в помещении, где работает инженер-исследователь, не должны превышать 50 дБА.

Параметр	Холодный период года (фактически)	Теплый период года (фактически)
Оптимальная температура, с	22-24	23-25
Допустимая температура, с	21-25(22)	22-26(24)
Относительная влажность воздуха, %	40-60(50)	40-60(50)
Скорость движения воздуха, м/с	0.2«	0.2В

Поражение электрическим током опасно для здоровья и жизни оператора ЭВМ, а также может привести к выходу из строя оборудования и возникновению пожара. Значения напряжения и тока прикосновения для аварийного режима при продолжительности воздействия свыше 1 сек, составляют согласно ГОСТ 12.1.038-82 , соответственно 36 В и 6 мА.

В помещении предусмотрена открытая электропроводка. Напряжение в сети 220 В, частота 50 Гц, сила тока 5 А. напряжение питания используемого оборудования значительно превышает указанные выше нормы, следовательно, необходимо проведение мероприятий по обеспечению электробезопасности. Источниками электропоражения являются: розетка электропроводки сетевой фильтр, системный блок ПЭВМ.

Помещение согласно ПУЭ по степени поражения людей электрическим током относится к классу «помещение без повышенной опасности». В рабочем помещении предусмотрена система противопожарной сигнализации. В качестве первичного средства тушения пожара применяется углекислотный огнетушитель ОУ-2,с расположенный в специальном шкафу, в коридоре.

Разработка компьютерной модели согласно СниП 22-05-95 , соответствует разряду Шг (рабочие места: пульты ЭВМ, дисплеев). Нормируемое значение освещенности при работе с экраном составляет 200 лк, а при работе с экраном в сочетании с работой над документами - 500 лк.

Для искусственного освещения применяется комбинированная система с использованием комнатных ламп общего и местного освещения, мощностью 100 и 60 Вт соответственно. [25]

В данной главе рассматривается непосредственно рабочее место инженера-исследователя, и определяются требования, предъявляемые к нему. Рабочее место расположено в углу комнаты, возле окна. Рабочим местом разработчика является специализированный компьютерный стол прямоугольной формы, размерами: 900x800x^50 мм. на котором расположен монитор, клавиатура, манипулятор типа«мышь» и принтер. Системный блок расположен на специальной полке, под поверхностью стола.

Рабочее место можно представить как совокупность трех основных элементов: рабочей зоны. рабочего положения монитора, рабочего сидения.

Рабочая зова представляет собой непосредственное место работы, на котором располагаются предметы, используемые в процессе составления компьютерной модели. Построение оптимального рабочего места состоит в оптимальном расположении предметов рабочей зоне.

Конструкцией рабочей зоны должно быть обеспечено оптимальное положение работающего, которое достигается путем регулированием высоты рабочей поверхности, сидения и пространства для ног.

При организации рабочего места учитывается средние антропометрические данные человека и в соответствии с ними сформулированы следующие

требования:

- высота рабочей поверхности - 725 мм;

- высота пространства хтя ног - 680 мм;

- высота рабочего сиденияР480 мм.

Для размещения ног предусматривается свободное пространства под рабочей поверхностью высотой не менее 600 мм, шириной не менее 530 мм. Желательно для предотвращения усталости, поместить под стол специальную подставку подноги.

Оптимальными размерами компьютерного стола прямоугольной формы, с точки зрения средних размеров аппаратуры и антропометрических данных операторов, являются следующие размеры: 1600x800x750 мм.

Высота рабочего стола тесно связана с высотой сидения. Высота сидения приспосабливается к высоте стола. Рекомендуемая высота сидения 460 мм, но

для обеспечения комфортных условий работы различными операторами необходимо предусмотреть возможность регулирования высоты в пределах 400-500мм. Тип сидения выбирается в виде рабочего кресла, которое снабжено подъемно-поворотным устройством, обеспечивающим регулировку высоты сидения, а также изменением угла наклона спинки. Рекомендуемые параметры рабочего кресла:

- ширина сидения: 400-500 мм;

- глубина сидения: 380-420 мм;

- угол наклона сидения: 0-5°;

- высота верхней кромки спинки относительно сидения -320 мм;

- ширина спинки: 360-400 мм;

- вертикальный радиус: 620мм;

- угол наклона: 95-130°;

- высота опорной поверхности спинки: 150-180 мм;

- длина подлокотников: 200-280мм;

- ширина подлокотников: 50-80мм.

Рассмотрим вертикальный размер рабочей зоны. Согласно нормам линия взора человека должна быть перпендикулярно верхней кромки экрана, а оптимальное отклонение в вертикальной плоскости составлять не более 5°. Этом можно добиться путем регулировки угла наклона монитора. Оптимальный угол обзора в горизонтальной плоскости от центральной оси экрана не должен превышать 15°.

По ГОСТ 22.2.032-78 допустимый поворот головы в вертикальной плоскости не должен превышать 3° от горизонтальной линии взора, соответствен! и нормальная линия взора смещается не более чем на 30°. При работе с клавиатурой ее плоскость должна быть перпендикулярной линии взора. Для этого необходимо отрегулировать угол наклона клавиатуры в пределах от 7°до11 Это осуществляется с помощью регулируемой упоров предусмотренных конструкцией клавиатуры.

Для обеспечения мер электробезопасности в рабочем помещении применяется зануление. Цель защитного зануления - обеспечить отключение электрических» установок от источников питания при пробое корпуса. В нашем случае отключение происходит при перегорании плавной вставки (предохранителя). Плавна ставка для устройства зануления выбрана в силу более простой конструкции меньшей стоимости по сравнению с механическим размыкателем. Условие отключения электроустановки можно записать в следующим виде:

I_з ? K·1

где: I₃ - ток однофазного замыкания,

I - номинальный ток плавкой вставки, К ? 3.

Ток однофазного замыкания можно определить в с высокой точв стью(±5%) по следующий формуле:

где: U_Ф - напряжение в сети;

Z_Т - полное сопротивление трансформного блока питания;

Z_n -- полное сопротивление петли фаза-нуль, определяемое выражением:

Z_n=(R_¬¶+R_¬Ї)²+(Х_¬¶+Х_¬Ї+Х_¬±)²

где: R_Ф, R_h - активное сопротивление фазного и нулевого защитного npoвoдасоответственно;

Х_Ф, Х_Н - внутренние индуктивное сопротивление фазового и нулевого защитного проводов соответственно;

Х_Н- внешние активное сопротивление петли фаза-нуль.

Активные ни тения R, X определяют по величинам сечения, длины и исходя изпроводящего материала проводов:

где: с - удельное сопротивление материалов проводов;

I,S-длина и сечениепроводникасоответственно.

Сечение нулевого защитного провода и его материал выбирают таким образом,чтобыполнаяпроводимость нулевого провода была не менее 50% полнойпроводимости фазного провода:

Для изолированных проводов минимальный размер сечения S заземляющий инулевых проводов должен составлять: 1.5 ч2.5 мм². Будем считать ее внашем случае равной2 мм².

В нашем случаеможно принять величины внутреннего сопротивления проводов ХФ, ХН - приблизительно равными нулю, то и внешнее индуктивное сопротивление Х-: можно считать равным нулю.

Считая площадь сечения фазового провода равной 2 мм , а длину провода 1 м, величину удельного сопротивления материала провода равной 1.0280м/мм", что соответствует алюминию, можно вычислить:



Полное сопротивление петли фаза-нуль, рассчитывается по выше приведенной формуле и равно: Z_n = 28 Ом. Тогда имеем:

Следовательно, номинальный ток плавкой вставки должен быть не более 5

А.Вместе с тем. ток плавной вставки должен быть равен:

где: I_н -- тег взгрел,для блока питания компьютера составляет 1.5 А.

Таким образом, для зануления нужно использовать плавкую предохранительную вставку с током плавления 4.5 А.

Расчет освещенности рабочего места

Расчет освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определению необходимого числа светильников, их типа и размещения. Исходя из этого, рассчитаем параметры искусственного освещения. [26]

Работу инженера- исследователя следует отнести к разряду зрительных работ разряда III, следовательно, минимальная освещенность согласно СНиП 23-05-95должна составлять 500 Лк. Будим использовать люминесцентные лампы, которые по сравнению с лампами накаливания имеют существенные преимущества:

- по спектральному составу света они близки к дневному, естественному освещению;

- обладают более высоким кпд (в 1.5-2 раза выше, чем кпд ламп накаливания);

- обладают повышенной светоотдачей (в 3-4 раза выше, чем у ламп накаливания);

- более длительный срок службы.

Расчет освещения производится для комнаты площадью 36 м. воспользуемся методом светового потока. Воспользуемся методом светового потока. При выборе осветительных приборов используем светильники типа ОД. Для определения количества светильников определим световой поток, падающий на поверхность по формуле:

где: F- рассчитываемый световой поток,JIк;

Е -- нормированная минимальная освещенность, Лк;

S - площадь освещаемого помещения (в нашем случае S=36 м²);

Z - отношение средней освещенности к минимальной (обычно принимается равным 1.1-1.2, расчет проведем для Z = 1.1);

К --коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока лампы в результате загрязнения светильников в процессе эксплуатации (его значение определяется по таблице коэффициентов запаса для различных помещений в нашем случае К=1.5);

n - коэффициент использования (выражается отношением светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в долях единиц) зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемых коэффициентами отражения от стен (Рс1 и потолка (Рп),

значение коэффициентов Рс и Pn определим по таблице зависимостей коэффициентов отражения от характера поверхности: Рс⁼ 30%Рп =50%. Значение n определим по таблице коэффициентов использования различных светильников. Для этого вычислим индекс помещения по формуле:

где:S -- площадь помещения, S=36 м ;

h -- расчетная высота подвеса, h=3.39 м;

А - ширина помещения, А=4.9 м;

В -- длина помещения, В=7.35 м.

Подставив значения, получим:

Зная индекс помещения I, Рс и Рп выбираем для светильников типа М-НОГЛ=0.28. Подставим все значения в формулу для определения светового потока F:

Для освещения выбираем люминесцентные лампы типа ЛБ40-1, световой поток F=4320 Лм,

где: N - определяемое число ламп;

F - световой поток, F=106071.43 Лм;

Р_л - световой поток лампы, Р_л=4320 Лм;

Каждый светильник типа М-НОГЛ комплектуется двумя лампами. Размещаются светильники двумя рядами, по четыре в каждом ряду. Рациональное освещение рабочего места является одним из важнейших факторов, влияющих на эффективность трудовой деятельности человека, предупреждающих травматизм и профессиональные заболевания.

В этой части выпускной квалификационной работе были рассмотрены условия труда инженера-исследователя (пользователя ПК). Проведенный анализ характеристик помещения, микроклимата шума и расчет освещенности позволяют утверждать, что созданные условия отвечают всем требованиям санитарных и строительных норм и правил, способны обеспечить комфортную работу, сохранить хорошую работоспособность в течение всего рабочего дня. Рабочее место, хорошо приспособлено к трудовой деятельности инженера, правильно и целесообразно организовано, в отношении пространства, формы и размера. Обеспечивает ему удобное рабочее положение и высокую работоспособность при наименьшем физическом и психическом напряжении. А выполнение изложенных рекомендаций может повысить, как в количественном, так и в качественном отношениях производительность труда инженера.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящем дипломном проекте исследовательского типа предложен вариант радиосистемы мониторинга транспортных средств с позиционированием по сигналам GPS/ГЛОНАССcретрансляцией данных через GSM-модуль.

На рынке грузоперевозок особенно остро чувствуется необходимость в контроле за местонахождением транспортных средств. Важно осуществлять постоянный мониторинг, контролировать выполнение маршрутов, автоматически отмечать расхождения между планом и фактом. Система спутникового мониторинга транспорта (GPS и ГЛОНАСС) помогут Вашим диспетчерам правильно управлять автопарком, оптимизировать маршруты и использование автопарка. Подобный мониторинг транспорта позволит Вашей компании значительно сократить издержки эксплуатации и решить такую хорошо знакомую всем проблему, как мониторинг грузоперевозок и контроль действий персонала в течение всего рабочего дня, предотвратить несанкционированное использование техники.

С каждым годом все больше предприятий пользуются системами автоматического мониторинга, понимая взаимосвязь между хорошо налаженным процессом управления транспортом, осуществляемым при помощи систем GPS мониторинга, и прибыльностью бизнеса. Спутниковый мониторинг позволит диспетчеру производить слежение за транспортом 24 часа в сутки, 7 дней в неделю.

За последние несколько лет стоимость оборудования для спутникового мониторинга транспорта и грузов (GPS трекер) снизились. Высокий уровень конкуренции среди производителей привел к тому, что затраты на покупку и эксплуатации системы GPS мониторинга транспорта быстро окупаются даже для таких предприятий, в которых используются только 1-2 транспортных средства.

В связи с вышеизложенным, задача GPS/ГЛОНАСС мониторинга транспортных средств является актуальной задачей.

В предлагаемой работе разработан вариант радиосистемы мониторинга транспортных средств с позиционированием по сигналам GPS/ГЛОНАСС с ретрансляцией результатов измерений через GSM-модуль. Проведено экономическое обоснование разработки а также рекомендации по охране труда и окружающей среды.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гатчин Ю.А., Жаринов И.О. Основы проектирования вычислительных систем интегрированной модульной авионики: монография, М.: Машиностроение, 2010, 224 с.

2. Парамонов П. П., Бобцов А. А., Видин Б. В., Жаринов И. О., Жаринов О. О., Сабо Ю. И., Шек-Иовсепянц Р. А. Проектирование систем бортового информационного обмена и их функциональных элементов: монография, Тула: Гриф и К, 2010, 219 с.

3. «АвтоТрекерOne»: мониторинг транспорта для малого и среднего бизнеса [Электронный ресурс]. - Электр. ст. - Режим доступа: http://www.thg.ru/technews/20100325_235400.html

4. GPS-мониторинг [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.autotracker.ru/.

5. Копорский Н.С., Видин Б.В., Жаринов И.О. Организация вычислительного процесса в многомашинном бортовом вычислительном комплексе // Известия вузов. Приборостроение, 2006, т.49, №6, с.41--50.

6. Суслов В.Д., Шек-Иовсепянц Р.А., Видин Б.В., Жаринов И.О., Немолочнов О.Ф. К вопросу об унификации бортовых алгоритмов комплексной обработки инфор-мации // Известия вузов. Приборостроение, 2006, т.49, №6, с.39--40.

7. Гатчин Ю.А., Видин Б.В., Жаринов И.О., Жаринов О.О. Модели и методы проектирования интегрированной модульной авионики // Вестник компьютерных и информационных технологий, 2010, №1, с.12--20.

8. Жаринов И.О., Жаринов О.О. Бортовые средства отображения информации на плоских жидкокристаллических панелях: Учеб. пособие / Информационно - управ-ляющие системы, СПб: ГУАП, 2005, 144 с.

9. Опыт применения систем мониторинга транспорта на предприятиях розничной торговли [Электронный ресурс]. - Электр. ст. - Режим доступа: http://wizard.perm.ru/uslugi/sistemy-sputnikogo-monitoringa/

10. Сараев В. Оптимальный маршрут // Эксперт. - 2012. - №6 (789). - С 59-63.

11. Системы мониторинга и управления транспортом семейства BusinessNavigator®. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.coordinates.ru/resheniya/monitoring

12. Спутниковая навигационно-трекинговая система. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.nppkpkvant.ru/products/sputnikovye-nazemnye-navigaczionnye-sistemy/glonass-np-1k-gps-np-1k

13. GPS-навигаторы для путешественников, автомобилистов, яхтсменов: В. С. Найман -- Москва, НТ Пресс, 2008 г.- 400 с.

14. Интернет и семантический WEB: -- Санкт-Петербург, Ленанд, 2008 г.- 104 с.

15. Как выбрать, настроить и использовать GPS-навигатор: Н. Р. Ильин, В. С. Найман -- Москва, НТ Пресс, 2007 г.- 256 с.

16. Лучшие GPS-навигаторы: В. С. Найман -- Санкт-Петербург, НТ Пресс, 2008 г.- 400 с.

17. Оптико-электронные системы экологического мониторинга природной среды: В. И. Козинцев, В. М. Орлов, М. Л. Белов, В. А. Городничев, Б. В -- Санкт-Петербург, МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002 г.- 528 с.

18. Подвижной состав автомобильного транспорта: В. К. Вахламов -- Санкт-Петербург, Академия, 2003 г.- 480 с.

19. Современные системы управления горно-транспортными комплексами: К. Н. Трубецкой, А. А. Кулешов, А. Ф. Клебанов, Д. Я. Владимиров -- Санкт-Петербург, Наука, 2007 г.- 312 с.

20. Справочник по перевозке грузов, пассажиров и багажа автомобильным, Санкт-Петербургским наземным электрическим транспортом (+ CD-ROM): С. Ю. Морозов -- Санкт-Петербург, СПС ГАРАНТ, 2009 г.- 152 с.

21. Спутниковые технологии на железных дорогах России: -- Москва, Дизайн. Информация. Картография, 2008 г.- 136 с.

22. Транспортное право: В. А. Егиазаров -- Санкт-Петербург, Юстицинформ, 2008 г.- 592 с.

23. Устав автомобильного транспорта: -- Санкт-Петербург, Книга сервис, 2005 г.- 48 с.

24. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / С.В. Белов.,В.А. Девисилов. А-В. Ильницкая, и др.; Под общей редакцией С.В. Белова.-- 8-е издание,стереотипное-- М.: Высшая школа, 2009.

25. Девисилов В-А.Охрана труда: учебник / В.А. Девисилов. - 4-е изд., пере- раб. идоп. - NL: ФОРУМ, 2009. (Профессиональное образование).

26. Б.С. Мастрюков. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. - Изд. 5-

е, пе- рераб.- \1.: Академия, 2008.

Размещено на Allbest.ru

...