Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

Кафедра "Автоматика и системы управления"

Пояснительная записка к курсовой работе

Структура и программное обеспечение автоматизированной системы голосового оповещения

по дисциплине «Проектирование средств автоматизации и управления»

А.И. Милахин

Омск 2017



Задание

Разработать систему голосового оповещения предприятия. Продемонстрировать принцип работы системы голосового оповещения на территории предприятия. голосовое оповещение звуковой программный



Реферат

Курсовая работа содержит 17 страниц, 5 рисунков, 2 источника и 2 приложения.

Система звукового оповещения, усилитель мощности, микрофон, короб горизонтальной разводки, акустический кабель, оповещатель, swift, ios.

Объектом курсовой работы является проектирование структурированной системы голосового оповещения.

Цель работы - ознакомиться с типами и технологиями проектирования структурированной системы голосового оповещения.

Результатом курсовой работы является план структурированной системы голосового оповещения здания.

Пояснительная записка выполнена в программе Microsoft Word 2016. Схема здания построена в Microsoft Visio 2016. Программное обеспечение разработано в среде разработки Xcode 8.3



Содержание

• Введение
• 1. Система звукового оповещения
• 1.1 Типы систем звукового оповещения
• 1.2 Выбор типа системы звукового оповещения
• 1.3 Принципы проектирования системы
• 2. Выбор оборудования
• 3. Проектирование системы
• 3.1 Аппаратное обеспечение
• 3.2 Программное обеспечение
• Заключение
• Библиографический список
• Приложение А
• Приложение Б


Введение

Основной способ обеспечения безопасности людей при пожарах в общественных зданиях и сооружениях - это их эвакуация в безопасную зону. Безопасной зоной считаются помещения (участки помещений) внутри зданий и пространство снаружи здания (в т.ч. участки кровли, эстакады и другие подобные элементы зданий), где исключается воздействие опасных факторов пожара на людей.

Эвакуация обеспечивается, согласно ГОСТ 12.1.004-91, посредством устройства необходимого количества эвакуационных путей и соблюдения их требуемых параметров, а также организацией своевременного оповещения людей и управления их движением.

Одной из важнейших систем безопасности на любом объекте является система оповещения и управления эвакуацией людей (СОУЭ), основное назначение которой - своевременно передавать людям информацию о возникновении пожара и способствовать реализации плана эвакуации людей с объекта с тем, чтобы сохранить их жизнь и здоровье. Оповещение людей о пожаре осуществляется передачей звуковых и/или световых сигналов в помещения, где люди могут подвергаться воздействию опасных факторов пожара, а также в помещения, где могут остаться люди при блокировании эвакуационных путей пожаром, трансляцией речевой информации о необходимости эвакуироваться, о путях эвакуации и действиях, направленных на обеспечение безопасности. Управление эвакуацией осуществляется посредством передачи по СОУЭ специально разработанных текстов, направленных на предотвращение паники и других явлений, усложняющих процесс эвакуации, трансляции текстов, содержащих информацию о необходимом направлении движения, включения световых указателей направления движения и дистанционного открывания дверей дополнительных эвакуационных выходов (например, оборудованных электрозамками).

СОУЭ функционально связана с системой автоматической пожарной сигнализации объекта, выполняющей задачу обнаружения пожара.

СОУЭ может проектироваться совмещенной с радиотрансляционной сетью объекта. В этом случае элементы радиотрансляционной сети и помещение радиоузла должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к соответствующим элементам и диспетчерскому пульту СОУЭ.

Прежде всего, при определении типа СОУЭ и выборе оборудования для ее проектирования необходимо руководствоваться нормативными документами, утвержденными в установленном законом порядке. В первую очередь это НПБ 77-98, устанавливающие общие технические требования к техническим средствам оповещения и управления эвакуацией, и НПБ 104-03, устанавливающие требования пожарной безопасности к СОУЭ, а также их типы с определением перечня объектов подлежащих оснащению такими системами. Требования настоящих норм при выборе оборудования и проектировании систем оповещения являются обязательными.



1. Система звукового оповещения

1.1 Типы систем звукового оповещения

В зависимости от функциональных характеристик, СОУЭ делятся на 5 (пять) типов:

- 1-й тип характеризуется наличием звукового способа оповещения (звонки, тонированный сигнал и др.);

- 2-й тип характеризуется наличием звукового способа оповещения и светоуказателей "Выход". Оповещение должно производиться во всех помещениях одновременно;

- 3-й тип характеризуется речевым способом оповещения (запись и передача спецтекстов) и наличием светоуказателей "Выход". Регламентируется очередность оповещения: сначала обслуживающего персонала, а затем всех остальных по специально разработанной очередности;

- 4-й тип характеризуется речевым способом оповещения, наличием светоуказателей направления движения и "Выход". Должна обеспечиваться связь зоны оповещения с диспетчерской. Регламентируется очередность оповещения: сначала обслуживающего персонала, а затем всех остальных по специально разработанной очередности;

- 5-й тип характеризуется речевым способом оповещения, наличием светоуказателей направления движения и "Выход". Светоуказатели направления движения должны быть с раздельным включением для каждой зоны. Должна обеспечиваться связь зоны оповещения с диспетчерской. Регламентируется очередность оповещения: сначала обслуживающего персонала, а затем всех остальных по специально разработанной очередности. Обеспечивается полная автоматизация управления системой оповещения и возможность реализации множества вариантов организации эвакуации из каждой зоны оповещения.

1.2 Выбор типа системы звукового оповещения

Для большинства небольших и средних объектов, нормами пожарной безопасности определена установка СОУЭ 1-го и 2-го типа. Оповещение и управление эвакуацией людей при пожаре на таких объектах должно осуществляться подачей звуковых и световых сигналов во все помещения объекта с постоянным или временным пребыванием людей. На небольших объектах в качестве устройств управления СОУЭ данных типов используются приборы приемно-контрольные (ППК) или контрольные панели (КП) охранно-пожарной сигнализации, но, как правило, мощности для питания приборов оповещения у большинства ППК и КП ограничены. Для решения этой проблемы при осуществлении функций оповещения на небольших объектах используют исполнительные реле ППК и КП (в качестве схем управления) и бесперебойные источники питания систем (в качестве приборов, питающих шлейфы оповещателей). Но и в том и в другом случае необходимо помнить о выполнении обязательных требованиях НПБ - осуществление функций аппаратного контроля целостности линий (шлейфов) оповещателей, а также контролируемой работоспособности управляющих и питающих устройств.

При выборе звуковых оповещателей для СОУЭ 1-го и 2-го типов, необходимо помнить, что сигналы оповещения при пожаре должны отличаться по тональности от звуковых сигналов другого назначения (п.3.24 НПБ 104-03). Также выбирая тот или иной оповещатель, в первую очередь, следует рассматривать не его стоимость, а его характеристики, которые каждый уважающий себя производитель прилагает к своему изделию в виде паспорта, а не только инструкции по его установке. Наряду с такой важной характеристикой, как звуковое давление, которое обеспечивает звуковой оповещатель, следует обратить внимание на ток потребления этого устройства, так как большие токи потребления оповещателей в значительной мере могут увеличить энергоемкость системы. Это, в свою очередь, отразится и на энергопотреблении СОУЭ, и на емкости аккумуляторных батарей, и на сечении питающих проводов, что неизбежно увеличит стоимость всей системы в целом.

В качестве световых оповещателей чаще всего используются световые табло "Выход" и световые указатели "Направление движения". Их применение также жестко регламентировано нормами пожарной безопасности. В ряде случаев, необходимо использовать новые для нашего рынка световые мигающие оповещатели (строб-вспышки), активно применяемые в развитых странах Европы и Америки. Они необходимы, прежде всего, там, где могут проживать, проводить свой досуг или находиться инвалиды по слуху или там, где из-за очень высокого уровня шума использование звуковых и речевых оповещателей малоэффективно. Также необходимо учитывать, что в условиях задымленности обычные световые оповещатели в силу своих особенностей утрачивают свою функциональную нагрузку и единственное, что может указать путь эвакуации - это световой стробоскопирующий оповещатель.

При проектировании СОУЭ 3-го, 4-го и 5-го типов необходимо помнить, что эти системы относятся к автоматизированным, то есть главенствующая роль по запуску и управлению системой оповещения отведена автоматике. Запуск систем происходит от командного импульса, формируемого автоматической установкой пожарной сигнализации или пожаротушения или с помощью ручных извещателей, причем новые требования исключают использование в качестве последних, обычных бытовых переключателей и других несертифицированных устройств. Роль человека в управлении такими системами сведена к минимуму, что исключает так называемый "человеческий фактор".

В СОУЭ 3-го, 4-го и 5-го типов одним из основных способов оповещения является речевой - передача специально разработанных текстов, предотвращающих панику, способствующих эффективному проведению эвакуации. Тексты заранее записанных сообщений должны содержать информацию не только о необходимости эвакуации, но и о путях эвакуации, направлении движения и других действиях, направленных на обеспечение безопасности людей. При этом, при возникновении угрозы здоровью и жизни людей, система должна иметь возможность одновременной подачи необходимой информации в разные зоны оповещения и, что самое важное - осуществить автоматическую корректировку сообщений о смене путей эвакуации, в случае нештатного изменения обстановки при пожаре. СОУЭ 3-го, 4-го и 5-го типов должны быть также снабжены функциями питания и управления звуковыми, световыми и комбинированными оповещателями, а также функцией питания и управления электромагнитными замками аварийных выходов. Поэтому при выборе приборов управления для СОУЭ 3-5 типов необходимо помнить: контролироваться должны не только линии (шлейфы) речевых оповещателей, но и линии (шлейфы) светового и звукового оповещения!

Любая система оповещения, используемая для создания СОУЭ 3-го, 4-го и 5-го типов также как СОУЭ 1-го и 2-го типов, согласно требованиям НПБ 77-98 должна оставаться полностью работоспособной при пропадании основного питания. При этом они должны автоматически перейти на автономное, сигнализируя оператору о смене режима и при восстановлении питания вернуться в свое нормальное состояние, без выдачи ложных срабатываний. Поэтому при проектировании СОУЭ 3-го, 4-го и 5-го типов убедитесь, что предлагаемое Вам оборудование поддерживает данные технические требования, и, соответственно, имеет в своем составе специальные устройства для контроля и зарядки аккумуляторных батарей.

1.3 Принципы проектирования системы

Структура СОУЭ должна разрабатываться с тем условием, чтобы реализовать план эвакуации людей при пожаре. План эвакуации - это не просто привычная всем схема, расположенная, как правило, на стенах в коридорах и вестибюлях, а серьезный технический документ, который специально разрабатывается для каждого объекта на стадии обследования или на стадии проектирования.

При проектировании СОУЭ необходимо помнить, для чего собственно нужна эта система - это, прежде всего, своевременное оповещение людей о пожаре и управление их движением в безопасную зону. Необоснованное усложнение структуры СОУЭ может привести к тому, что не будет обеспечен должный уровень надежности, и система окажется неработоспособной в критический момент.

На практике приходится сталкиваться с желанием проектировщиков строить речевые СОУЭ с большим количеством зон оповещения. Хочется обратить особое внимание, что зональное построение СОУЭ должно быть четко обосновано. Следует понимать, что зоны оповещения о пожаре и зоны трансляции - это совсем не одно и то же. Если в системах звукового обеспечения (системах трансляции) необходимую зональность может определять заказчик и количество зон ограничивается только его фантазией и финансовыми возможностями, то в СОУЭ количество зон может быть увеличено только в двух обоснованных случаях:

- невозможна одновременная эвакуация всех людей с объекта и, поэтому необходимо осуществлять поочередное оповещение людей в разных частях здания;

- с целью предотвращения паники и подготовки к эвакуации необходимо в первую очередь оповещать персонал объекта, ответственный за безопасность, и только затем - всех остальных.

Необоснованное увеличение количества зон оповещения приводит к усложнению алгоритма эвакуации людей при пожаре, значительно увеличивает затраты на построение такой многозонной системы и при этом вряд ли будет высокоэффективным даже при полностью автоматизированном процессе управления.

Иногда приходится сталкиваться с таким явлением, когда заказчики хотят использовать ресурс речевой СОУЭ в качестве трансляционно-музыкальной системы звукового обеспечения здания. Современные СОУЭ позволяют в полной мере реализовать эти требования. Но иногда совмещение этих функций доходит до абсурда. Например, когда в качестве речевых оповещателей пытаются использовать абонентские устройства с регуляторами громкости, что категорически запрещено. В некоторых случаях для регулировки громкости оповещателей используют аттенюаторы со встроенным реле, которое отключает аттенюатор в случае запуска системы оповещения. Но тогда возникает вопрос, каким образом будет контролироваться целостность линии оповещателей? Непосредственно до оповещателя или до реле? И как контролировать линию управления этим реле, а также исправность этого устройства? Так стоит ли пытаться объединять систему оповещения с радиотрансляционной сетью здания. Во-первых, затраты на осуществление такой задачи могут превысить саму стоимость радиотрансляционной сети и во-вторых, надежность системы оповещения в значительной степени будет снижена, а о соответствии нормативным требованиям можно только догадываться.

Основной трудностью при проектировании систем оповещения является правильный подбор количества, мощности включения и оптимальное расположение оповещателей в помещениях.

Места установки оповещателей должны выбираться не из расчета удобства монтажа или дизайнерских соображений, а из расчета достижения максимальной слышимости и разборчивости передаваемой информации. Не будем вдаваться в теорию распространения звука и устройства человеческого уха. Скажем лишь, что наиболее воспринимаемый человеческим ухом частотный диапазон речи находится в пределах от 400 Гц до 4 кГц. Любое расширение этого диапазона, особенно в области низких частот, реально ухудшает разборчивость передаваемой информации. Выбор количества и мощности включения оповещателей в конкретном помещении напрямую зависит от таких основных параметров как: уровень шума в помещении, размеры помещения и звуковое давление устанавливаемых оповещателей. Очень часто уровень громкости звука, излучаемого оповещателем, ассоциируется с электрической мощностью его включения в трансляционную линию - это совсем не так. Громкость звука зависит от уровня звукового давления, которое может обеспечить оповещатель. Единицей измерения этого параметра является децибел (дБ). Характеристикой каждого оповещателя является уровень звукового давления, измеренный на расстоянии 1 м по оси излучения.

Энергетической характеристикой оповещателя является мощность, которую он потребляет от трансляционной линии (мощность включения). Вот она-то и измеряется в ваттах (Вт). Этот параметр используется, в первую очередь, для того, чтобы рассчитать необходимую мощность усилителя. Понятие о том, что громкость звука напрямую зависит от мощности оповещателя, ошибочно. При выборе мощности включения оповещателей основным параметром является звуковое давление, которое он обеспечивает на этой мощности. Сегодня на рынке существует большой выбор оповещателей, и все они имеют различные, присущие только им характеристики. Как правило, фирма-производитель указывает эти характеристики. На рынке систем пожарной безопасности России, в настоящее время предлагается большой выбор систем или отдельных компонентов систем оповещения, как импортных, так и отечественных производителей. Освоение рынка систем оповещения отечественными производителями начато не так давно, и какому оборудованию в будущем будет отдано предпочтение - покажет время.



2. Выбор оборудования

Главным элементом системы оповещения является выбор источника вещания и усилителя звука. В данном случае нам поможет автоматическая система оповещения PAC-5000A. Эта система имеет 300 Вт мощности на выходе и может поддерживать оповещение 24-х зон. Имеет возможность транслирования звукового сигнала с микрофона, CD дисков, USB-устройств и устройств, подключающихся с помощью AUX.

Рисунок 1 - Автоматическая система оповещения PAC-5000A

Следующий, и ключевой элемент системы - акустическая система «АС-4» (рис. 2). Она предназначена для воспроизведения сообщений в системе речевого оповещения. Выполнена в пластмассовом корпусе и устанавливается в вертикальном положении на стене. Имеет встроенную схему контроля исправности линии оповещения.



Рисунок 2 - Настенный громкоговоритель АС-4

Настольный микрофон RMC-02 (рис. 3) подключается к системе оповещения, для реализации возможности речевого оповещения.

Рисунок 3 - Настольный микрофон RMC-02



3. Проектирование системы

3.1 Аппаратное обеспечение

Для обеспечения должного уровня оповещения необходимо иметь высокую выходную мощность и наличие громкоговорителей в каждом из помещений кампуса. План здания и места установки громкоговорителей показаны в приложении А. Мы имеем здание размером 30х25м общей площадью 750 . Всего имеем 11 помещений, 3 из которых имеют площадь 50 , и остальные 8 помещений по 25 . Поэтому даже в случае с большим помещением нам будет достаточно одного громкоговорителя АС-4. Так же необходимо установить 2 громкоговорителя в коридорном пространстве и 1 громкоговоритель на лестничной площадке. Громкоговорители связаны с системой оповещения с помощью акустического кабеля, который проложен в коробе горизонтальной разводки IBOCO TA-E 40x40.

3.2 Программное обеспечение

Для дистанционного информирования работников предприятия была разработана программа для платформы iOS которая позволяет принимать уведомления. Для работы программы необходимо добавить UUID (уникальный номер устройства) работника в базу данных предприятия, в противном случае приложение работать не будет, сделано это из соображений безопасности. Приложение написано на современном и быстром языке Swift от компании Apple в среде разработки Xcode 8.3. Структура проекта представлена на рисунке 4. Интерфейс приложения представлен на рисунке 5. Исходный код проекта можно посмотреть в приложении Б. Для воспроизведения аудио-записей использовался фреймворк AVFoundation.

Рисунок 4 - Структура проекта

Рисунок 5 - Интерфейс приложения



Заключение

В ходе курсовой работы изучены типы систем звукового оповещения и правила их монтажа. Был произведён выбор системы звукового оповещения и её комплектующих. Разработано корпоративное мобильное приложение. Построена схема этажного плана здания, в котором была произведена установка системы звукового оповещения.



Библиографический список

1 А.Г. Малютин, Проектирование структурированной кабельной системы кампусной сети / А.Г. Малютин, А.С. Окишев, А.В. Александров / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2016. 40 с.

2 СТП ОмГУПС-1.2-2005. Работы студенческие учебные и выпускные квалификационные: общие требования и правила оформления текстовых документов. - Омский Государственный Университет Путей Сообщения. Омск, 2005. 28 с.



Приложение А

Листинг файла AppDelegate.swift

import UIKit

@UIApplicationMain

class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {

var window: UIWindow?

func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplicationLaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool {

return true

}

func applicationWillResignActive(_ application: UIApplication) { }

func applicationDidEnterBackground(_ application: UIApplication) { }

func applicationWillEnterForeground(_ application: UIApplication) { }

func applicationDidBecomeActive(_ application: UIApplication) { }

func applicationWillTerminate(_ application: UIApplication) { }

}

Листинг файла Notifications.swift

import Foundation

class Notifications {

var audioId: Int?

var operatorName: String?

var date: Date = Date(timeIntervalSinceNow: 0)

init(operatorName: String, audioId: Int, date: Date = Date(timeIntervalSinceNow: 0)) {

self.operatorName = operatorName

self.audioId = audioId

self.date = date

}

}

Листинг файла NotificationTableViewCell.swift

import UIKit

class NotificationTableViewCell: UITableViewCell {

@IBOutlet weak var operatorLabel: UILabel!

@IBOutlet weak var dateLabel: UILabel!

}



Приложение Б

лист 1

Листинг файла NotificationsTableViewController.swift

import UIKit

class NotificationsTableViewController: UITableViewController {

var notifications: [Notifications] = []

override func viewDidLoad() {

super.viewDidLoad()

if let refreshControl = refreshControl {

refreshControl.addTarget(self, action: #selector(updateTable), for: .valueChanged)

}

}

// MARK: - Table view data source

override func numberOfSections(in tableView: UITableView) -> Int {

return 1

}

override func tableView(_ tableView: UITableView, numberOfRowsInSection section: Int) -> Int {

return notifications.count

}

func updateTable() {

Timer.scheduledTimer(timeInterval: 4, target: self, selector: #selector(stopTimer), userInfo: nil, repeats: false)

notifications = []

let count = arc4random_uniform(20) + 1

let operators = ["пом. 1", "пом. 2", "администратор", "проходная"]

for _ in 0...count-1 {

let _operator = operators[ Int( arc4random_uniform( UInt32( operators.count ) ) ) ]

let randInterval = Int( arc4random_uniform( 100000000 ) + 1 )

let date = Date( timeIntervalSince1970: TimeInterval( 1261440000 + randInterval ) )

let notif = Notifications(operatorName: _operator, audioId: 0, date: date)

notifications.append(notif)

}

}

func stopTimer() {

refreshControl?.endRefreshing()

tableView.reloadData()

}

лист 2

override func tableView(_ tableView: UITableView, cellForRowAt indexPath: IndexPath) -> UITableViewCell {

let cell = tableView.dequeueReusableCell(withIdentifier: "notificationCell", for: indexPath) as! NotificationTableViewCell

let notification = notifications[indexPath.row]

cell.operatorLabel.text = notification.operatorName!

cell.dateLabel.text = getStringDate(date: notification.date)

cell.operatorLabel.text = notification.operatorName!

return cell

}

override func tableView(_ tableView: UITableView, didSelectRowAt indexPath: IndexPath) {

tableView.deselectRow(at: indexPath, animated: true)

}

func getStringDate(date: Date) -> String {

let dateFormatter = DateFormatter()

dateFormatter.dateFormat = "dd MMM yyyy hh:mm"

return dateFormatter.string(from: date)

}

}

Размещено на Allbest.ru

...