5
advertisement
5 6 7 8 Андатпа Қарастырылып отырған жобада Кенкияк-Ақтөбе мұнай құбырының бойында орналасқан радиорелелік байланыс желісін жаңарту жайында техникалық шешім жүзеге асырылған. Жобада әр түрлі фирмалардың радиорелелік жабдықтардың нарық шолуы жасалған, техникалық сипаттамалары талданған, оптималды шешім қабылданған. Әр интервалдың параматрлері зерттелген, жаңа жабдықтардың сипаттамаларына сәйкес, бүкіл радиорелелік желісінің байланыс жолы есептелген. «Тіршілік әрекетінің қауіпсіздігі» бөлімінде еңбек шарттарын талдау сұрқтары қарастырылған, шу деңгейін, жасанды жарықты, қорғанысты жерге қосуды есептеу жүргізілген. Жобаның экономикалық бөлімінде техникалық-экономикалық негіздеме орындалған. Аннотация В рамках настоящего проекта разработано техническое решение по модернизации радиорелейной линии связи вдоль нефтепровода на участке Кенкияк – Актобе. В проекте выполнен обзор рынка радиорелейного оборудования различных фирм, проанализированы технические характеристики, произведен выбор оптимального решения. Исследованы параметры каждого интервала, произведен расчет всей трассы РРЛ, с учетом характеристик нового оборудования. В разделе «Безопасность жизнедеятельности» рассмотрены вопросы анализа условий труда, произведены расчеты уровня шума, искусственного освещения и защитного заземления. В экономической части проекта разработано технико-экономическое обоснование. Annotation In the borders of this project technical solution of radio-relay line modernization along the pipeline of Kenkiyak – Aktobe section was developed. In the project the review of radio-relay equipment market was fulfilled, technical characteristics were analyzed, the optimal choice was made. Each interval’s features were examined all needed line characteristics were calculated with regard to new equipment performance capability. In the live-safety security part working conditions were studied, noise level, artificial illumination and protective grounding features were calculated. In the economic part of the project a feasibility study was developed. 9 Содержание Введение ................................................................................................................. 12 1 Постановка задачи ................................................................................................ 13 2 Описание существующей РРЛ ............................................................................ 13 3 Выбор оборудования модернизированной РРЛ ................................................ 17 3.1 Краткий обзор рынка существующих систем с описанием основных характеристик .................................................................................................. 18 3.2 Обоснование выбора производителя оборудования ................................... 28 3.3 Антенны ........................................................................................................... 30 3.4 Система управления и мониторинга РРЛ ..................................................... 32 4 Частотный план .................................................................................................... 33 5 Расчет проектируемой радиорелейной линии. .................................................. 35 5.1 Расчет и построение продольного профильного интервала. ...................... 35 5.2 Определение оптимальных высот подвеса антенн ...................................... 40 5.3 Расчет запаса на замирание ............................................................................ 42 5.4 Расчет времени ухудшения радиосвязи из-за дождя ................................... 42 5.5 Расчет времени ухудшения радиосвязи, вызванного субрефракцией радиоволн. Оптимизация высот подвеса ...................................................... 44 5.6 Проверка норм на неготовность .................................................................... 47 5.7 Расчет времени ухудшения радиосвязи из-за многолучевого распространения .............................................................................................. 48 5.8 Проверка норм на допустимое время ухудшения связи из-за многолучевого распространения ................................................................... 50 5.9 Расчётные параметры РРЛ «Кенкияк – Актобе» ......................................... 50 6 Описание модернизированной РРЛ ................................................................... 52 7 Безопасность жизнедеятельности ....................................................................... 55 7.1 Производственный шум ................................................................................... 57 7.2 Освещение .......................................................................................................... 59 7.3 Электробезопасность ........................................................................................ 63 7.4 Выводы по разделу безопасность жизнедеятельности.................................. 67 8 Технико-экономическое обоснование................................................................ 67 8.1 Резюме .............................................................................................................. 67 8.2 Компания и отрасль ........................................................................................ 68 8.3 Описание услуги.............................................................................................. 68 10 8.4 Анализ рынка сбыта ........................................................................................ 69 8.5 Менеджмент ..................................................................................................... 70 8.6 Финансовый план ............................................................................................ 70 8.7 Расчет доходов................................................................................................. 72 8.8 Эксплуатационные расходы ........................................................................... 73 8.9 Расчет показателей экономической эффективности ................................... 76 Заключение .............................................................................................................. 79 Перечень сокращений ............................................................................................. 80 Список литературы ................................................................................................. 81 Приложение А Продольный профильный интервал ОРС «ЛПДС Кенкияк» УРС «26 км МН» ........................................................................... 82 Приложение Б Продольный профильный интервал УРС «26 км МН» - УРС «АВП «Тимир» .............................................................................. 83 Приложение В Продольный профильный интервал УРС «АВП «Тимир» - УРС «87 км МН».................................................................................... 84 Приложение Г Продольный профильный интервал УРС «87 км МН» - УРС «123 км МН».................................................................................. 85 Приложение Д Продольный профильный интервал УРС «87 км МН» - УРС «123 км МН».................................................................................. 86 Приложение Е Продольный профильный интервал - УРС «123 км МН» - УРС «148 км МН».................................................................................. 87 Приложение Ж Продольный профильный интервал УРС «148 км МН» - УРС «175 км МН».................................................................................. 88 Приложение И Продольный профильный интервал УРС «175 км МН» - ОРС «УС Заречный» г. Актобе ............................................................ 89 Приложение К Расчет РРЛ в программном комплексе Mathсad ........................ 90 11 Введение Необходимость модернизации существующей радиорелейной линии связи АО «КазТрансМунай» вызвана целым рядом причин, которые условно можно разделить на две основные группы – устаревание оборудования и возрастающие требования к скорости передачи информации в связи с введением новых сервисов внутри предприятия. Существующее оборудование в настоящий момент находится в конечной фазе своего жизненного цикла, а именно в фазе устаревания. Данная фаза характеризуется рядом проблем возникающих в процессе эксплуатации, такими как: отсутствие поддержки производителя оборудования, сложность покупки запасных частей, увеличение риска возникновения сбоев в работе оборудования. Стремительное развитие новых технологий ведет к увеличению необходимости передачи возрастающих объемов информации для функционирования систем электронного делопроизводства и документооборота, использования единого информационного пространства предприятия, а также введение сервисов видеоконференцсвязи между территориально разнесенными объектами. Реализация поставленной задачи на основе технологий волоконнооптических систем передачи данных позволило бы существенно увеличить пропускную способность линии, но при этом имели бы место несколько существенных недостатков. Основными недостатками данного варианта реализации проекта являются: длительные сроки, возникающие в связи с большим объемом проведения изыскательских работ, выделением земельных участков, разработкой проектной документации, проведением необходимых экспертиз; большие затраты на проведение строительных работ; создание подразделения по обслуживанию линий связи или закуп услуг по выполнению технического обслуживания другой компанией; избыточность. Технологии построения радиорелейных линий позволяют обеспечить приемлемые скорости передачи данных, даже с учетом будущего развития предприятия, а имеющаяся инфраструктура делает реализацию проекта экономически выгодной, так как наиболее затратные по стоимости строительства элементы уже имеются. Отсутствие необходимости в масштабном строительстве, выделении земельных участков и проведении изыскательских работ позволит реализовать проект в кратчайшие сроки. 12 1 Постановка задачи Разработать проект модернизации существующей радиорелейной линии связи вдоль нефтепровода «Кенкияк – Орск» на участке от ЛПДС «Кенкияк» до г. Актобе УС «Заречный». Модернизированная цифровая радиорелейная линия должна использовать существующую на объектах инфраструктуру (стойки под оборудование, кабельные коммуникации, мачты и башни, устройства обеспечения бесперебойного электроснабжения). Допускается замена или модернизация отдельных элементов с обоснованием такой необходимости. Оборудование модернизированной РРЛ должно включать в себя все используемые на текущий момент интерфейсы, быть модульного типа для обеспечения возможности последующего расширения и наращивания предоставляемых услуг (видеоконференцсвязь, электронный документооборот, электронная почта и пр.) Оборудование должно обеспечивать скорость передачи информации уровня не ниже STM-1. Предлагаемое оборудование должно иметь систему мониторинга сети. В целях унификации выбор производителя проектируемого оборудования должен осуществляться с учетом существующего оборудования на других объектах заказчика. 2 Описание существующей РРЛ Цифровая радиорелейная линия «Кенкияк – Актобе» построена вдоль участка нефтепровода «Кенкияк – Орск», расположенного в Актюбинской области и служит для организации служебных телефонных каналов, передачи сигналов от различных систем жизнеобеспечения (ДГУ, охранно-пожарной сигнализации) и другой информации производственного характера. РРЛ организована на базе оборудования Harris TRuepoint 4040 (16хЕ1), с резервированием «1+1» (кроме интервала УРС «123 км МН» – ОРС «НПС им. Шиманова» (1+0)). На каждой РРС (для ПРС в одном направлении) используются два приемо-передатчика и одна антенна. Выделение потоков Е1 производится с использованием интерфейса G.703. Перечень пользовательских интерфейсов карты NDX 902582 (Multiplexer 16E1/100 BASE-T): 2 Mb/s (8 каналов); 2 Mb/s (8 каналов); 100 Base-T (RJ45 Connector); 100 Base-T (RJ45 Connector). Состав оборудования РРС Harris TRuepoint 4040 приведен в таблице 2.1. 13 Таблица 2.1 – Состав оборудования РРС Harris TRuepoint 4040 Наименование Количество Controller-РРЛ Harris TRuepoint 1 Multiplexer 16 E1+100 ВТ-РРЛ Harris TRuepoint 1 Orderwire (служебный)-РРЛ Harris TRuepoint 1 Modem A-РРЛ Harris TRuepoint 1 Modem В-РРЛ Harris TRuepoint 1 Блок приемопередатчиков RFU A-РРЛ Harris TRuepoint 1 Блок приемопередатчиков RFU В-РРЛ Harris TRuepoint 1 Параболическая антенна Andrew d.=1,2 м 1 На интервале УРС «123 км МН (ПКУБ-13)» – ОРС «НПС им. Шманова» РРЛ организована на базе оборудования Harris TRuepoint 4000 (8×Е1), с резервированием «1+0». Перечень пользовательских интерфейсов Harris TRuepoint 4000: 2 Mb/s (8 каналов); 10/100 Base-T (RJ45 Connector); 10/100 Base-T (RJ45 Connector). Состав оборудования РРС Harris TRuepoint 4040 приведен в таблице 2.2. Таблица 2.2 – Состав оборудования РРС Harris TRuepoint 4000 Наименование Количество SPU-РРЛ Harris TRuepoint 1 Блок приемопередатчиков RFU A-РРЛ Harris TRuepoint 1 Параболическая антенна Andrew d.=0,6 м 1 Трасса существующей РРЛ проходит на территории Актюбинской области. Существующая РРЛ состоит из девяти радиорелейных станций и содержит восемь интервалов: 1) интервал ОРС «ЛПДС «Кенкияк» – УРС «26 км МН». Протяженность интервала составляет 25,1 км; 2) интервал УРС «26 км МН» – УРС «АВП «Темир». Протяженность интервала составляет 35,9 км; 3) интервал УРС «АВП Темир» – УРС «87 км МН». Протяженность интервала составляет 24,7 км; 4) интервал УРС «87 км МН» – УРС «123 км (ПКУБ-13)». Протяженность интервала составляет 34,4 км; 14 5) интервал УРС «123 км МН (ПКУБ-13)» – ОРС «НПС им. Шманова Н. Н.». Протяженность интервала составляет 1,0 км; 6) интервал УРС «123 км МН (ПКУБ-13)» – УРС «148 км МН». Протяженность интервала составляет 24,1 км; 7) интервал УРС «148 км МН» – УРС «175 км МН». Протяженность интервала составляет 28,7 км; 8) интервал УРС «175 км МН» – г. Актобе (ОРС «УС Заречный»). Протяженность интервала составляет 28,2 км. Рисунок 2.1 – Схема трассы РРЛ «Кенкияк – Актобе» 15 В таблице 2.3 представлены данные, по всем объектам существующей радиорелейной линии, дающие представление о месте размещения, типе существующих конструкций, на которых размещаются приемо-передающие антенны и настоящая высота их подвеса. Таблица 2.3 – Основные данные о параметрах объектов Наименование объекта ОРС «ЛПДС «Кенкияк» УРС «26 км МН» УРС «АВП «Темир» УРС «87 км МН» УРС «123 км (ПКУБ-13)» ОРС «НПС им. Шманова Н. Н.» УРС «148 км МН» УРС «175 км МН» г. Актобе (ОРС «УС Заречный») Координаты места 48°24'5,80"СШ, 57° 6'4,10"ВД 48°37'23,70"СШ, 57° 2'6,12"ВД 49°6'41,94"СШ, 57° 4'3,72"ВД 49°19'24,48"СШ, 56°47'3,45"ВД 49°27'10,32"СШ, 56° 40'47,64"ВД 49°26'45,50"СШ, 56° 40'16,70"ВД 49°38'9,66"СШ, 56° 01'32,46"ВД 50°1'10,68"СШ, 57° 03'30,60"ВД 50°06'19,14"СШ, 57° 05'21,78"ВД 16 Тип конструкции, высота, м Высота подвеса, м Башня, 40 35 Башня, 44 41,8 41,9 26,2 29 42,2 42 34,2 34,3 32,6 Башня, 28 Мачта, 44 Башня, 35 Башня, 28 23,1 Мачта, 44 41,5 41,5 41,4 40,3 Мачта, 44 Башня, 28 28 Рисунок 2.2 – План расположения РРЛ на космическом снимке GoogleEarth 3 Выбор оборудования модернизированной РРЛ Выбирая тип оборудования для строительства радиорелейной линии связи, принимается во внимание целый ряд параметров, которые обеспечат надежное функционирование системы в целом, а также решение, которое будет экономически целесообразным. В основу выбора, прежде всего, закладываются требования заказчика по обеспечения минимальных скоростей передачи данных, расположению оконечных и промежуточных пунктов, ориентировочный бюджет планируемого строительства. В нашем проекте стоит задача по модернизации существующей линии радиорелейной связи, что дает неоспоримое преимущество в сравнении со строительством новой, такие как: наличие существующей инфраструктуры (сетей электропитания и заземления), отсутствие необходимости определения мест расположения промежуточных станций, наличие башен/мачт на 17 объектах, существующая инфраструктура (кабельные коммуникации, системы электропитания и заземления). Однако, в связи с возросшими требования заказчика к пропускной способности проектируемого оборудования, в связи с изменением технических характеристик нового оборудования, в сравнении с предыдущим (модернизируемым), каждый из существующих элементов нуждается в проверке (ревизии) на соответствие новым требованиям (высоты подвеса антенн, системы крепления антенн к трубостойкам, существующие кабельные коммуникации, расчетная мощность системы электропитания). Учитывая требование заказчика по обеспечению скорости передачи данных на уровне не ниже STM-1, расположение объектов (расстояние между которыми на двух участках превышает тридцать километров), а также руководствуясь рекомендациями по определению частотного диапазона проектируемой РРЛ, был произведен подбор потенциальных вариантов оборудования, представленный на рынке Республики Казахстан. В перечень вошли зарекомендовавшие себя производители мирового уровня такие как: Ceragon (Израиль), NEC (Япония), Huawei (Китай), Ericsson (Швеция). 3.1 Краткий обзор рынка существующих систем с описанием основных характеристик 3.1.1 Ceragon Evolution Long Haul Xpand IP Серия оборудования Ceragon Evolution Long Haul Xpand IP это универсальное и экономически эффективное решение для высокоскоростных радиорелейных сетей большой протяженности. Система позволяет производить постепенную модернизацию от сетей с временным разделением каналов (TDM) к сетям построенным на базе технологии коммутации пакетов (IP), удовлетворяя все возрастающим требованиям по пропускной способности. Основные преимущества: лучшее оборудование в классе по надежности; адаптируемое решение при возрастании требований к пропускной способности; упрощенная логистика благодаря передатчикам с полным набором частот; низкий уровень потребления электроэнергии; модульная архитектура, позволяющая постепенную модернизацию до IP с легко устанавливаемыми компонентами. Особенность системы: адаптивная модуляция для динамического распределения трафика. Распределение пакетов основано на физических слоях и не зависит от потока пакетов и их размеров; система автоматически определяет доступность каналов и их пропускную способность. Адаптивная модуляция используется для 18 динамической настройки пропускной способности. Продвинутые QoS механизмы обеспечивают приоритет прохождения наиболее важного трафика; в дополнение к традиционной схеме резервирования N+1, где один канал резервирует все остальные, система Evolution Long Haul способна динамически подстраивать общую пропускную способность основываясь на количестве доступных каналов и их емкости; пространственное разнесение обеспечивает защиту посредством двух и более разнесенных антенн. Эта техника используется для увеличения производительности на проблемных участках; спектральная эффективность. Настройка и соканальные операции на основе технологии XPIC могут быть использованы в любой комбинации. Разные частотные диапазоны могут быть скомбинированы в одной мультинесущей системе, обеспечивая эффективное использование спектра частот. Ключевые характеристики: Наибольшая пропускная способность на всех частотах: до 10 стволов на стойку в конфигурации «indoor»; 8 стволов в конфигурации «split-mount». От 10 до 450 Мбит Ethernet трафика на ствол. Частоты от 4-13 ГГц. Разнесение каналов: 10/28/29,65/30/40/56 МГц. Стандарты: FCC & ETSI. Сетевые интерфейсы. 6 Gigabitt портов (электрический или SFP), n×STM-1/OC-3, n×STM-4/JC12, 75×E1s/80×DS1s. Сетевые особенности: встроенный Ethernet коммутатор, встроенный TDM кросс-коннектор, опциональный SDH/SONET ADM. Резервирование трафика. Мульти уровневая защита: радио ствол, сетевой порт, качество сервиса QoS и интегральная поддержка колец. Возросшая доступность с использованием динамического контроля пропускной способности. Большая мощность, большая пропускная способность. Мощный передатчик – до 31дБм. Пространственное разнесение с увеличением коэффициента усиления на 3 дБм. Поддержка технологии XPIC. Система управления системой. Всеохватывающая система управления сетью NMS. Встроенный IP роутер для управления трафиком. Усиленный контроль пользователей для обеспечения безопасности. Быстрое определение причин возникших инцидентов. 19 Комплект оборудования РРС выполнен в виде сплит-системы и включает в себя внутренний блок IFU (с набором интерфейсных карт), устанавливаемый в помещении, и внешний блок ODU (с приемопередатчиками), размещаемый в непосредственной близости с приемопередающей антенной РРС. Блок IFU соединяется с каждым приемопередатчиком с помощью радиочастотного кабеля. Внешний вид блоков IDU и ODU показан на рисунках 3.1 и 3.2 соответственно. Рисунок 3.1 – Внешний вид блока IDU Ceragon Рисунок 3.2 – Внешний вид блока ODU Ceragon 3.1.2 NEC Pasolink neo high performance PASOLINK High Performance NEO (HP) предназначен для цифровых высокоскоростных радиорелейных сетей. Он использует общую платформу, концепция которой обеспечивает масштабируемые конфигурации, способная гибко реагировать на разнообразные потребности рынка. NEO HP разработана на основе совершенно новой технологии с использованием субмикронной кремниевой технологии и новейшую схему обработки сигнала. Таким образом, система обеспечивает несравненную масштабируемую производительность и универсальные интерфейсы. Адаптировав проверенную в эксплуатации общую платформу, серия PASOLINK NEO, NEO HP обеспечивает непревзойденную надежность одновременно улучшая масштабируемость. NEO HP реализует обязательство компании NEC по "достижению удовлетворенности клиентов"; принимая инвестиционную стоимость на один шаг дальше. 20 Ключевые характеристики: частотный диапазон: от 6 до 38 ГГц; емкость передачи от 155 Мбит/с до 1,6 Гбит/с; интерфейсы: 2 × GbE + 2 × FE (10/100/1000 Base-T or 1000 BaseLX/SX + 10/100 Base-T) GbE (1000 Base-T or 1000 Base-LX/SX) STM-1 оптический или электрический (1 or 2) 1 или 2 E1; модуляция: 16 QAM/128 QAM/256 QAM (режим непрерывной работы) QPSK/16 QAM/32 QAM/64 QAM/ 128 QAM/256 QAM (AMR режим). Масштабируемость: пропускная способность и полоса пропускания расширяемая; посредством программного обеспечения и конфигурации; 155 Мбит/с (28 МГц); 200 Мбит/с (28 МГц); 310 Мбит/с (56 МГц); 620 Мбит/с (56 МГц CCDP); 1,2 Гбит/с (112 МГц CCDP); 1,6 Гбит/с (112 МГц CCDP); выбор модуляции осуществляется посредством программного обеспечения в пределах от16 QAM до 256 QAM; гибкая конфигурация системы: 1+0, 1+1 (HS/SD/FD). Эксплуатационные характеристики: высокая отказоустойчивость; низкие задержки; высокое усиление системы; низкое энергопотребление; простые и стабильные кросс поляризационные операции для 620/800 Мбит/с (56 МГц) или 310/400 Мбит/с (28 МГц); Gigabit Ethernet; частоты: U6, L6, 7, 8, 10, 11, 13, 15, 18, 23, 26, 28, 32, и 38 ГГц. Система состоит из приемо-передающих антенн и двух блоков – для наружного размещения ODU (рисунок 3.4) и внутреннего блока IDU (рисунок 3.3), размещаемого, как правило, в здании. Эти блоки соединены коаксиальным кабелем – отдельным для каждого РЧ канала. 21 Рисунок 3.3 – Внешний вид блока IDU NEC Имеются следующие типы конфигурации: без резервирования (1+0), с резервированием (1+1). Резервированная конфигурация может быть выполнена в варианте «горячего резерва» или «спаренный путь» Рисунок 3.4 – Внешний блока ODU с антенной NEC 3.1.3 Huawei OptiX RTN 910 RTN 910 - это интегрированная СВЧ-система TDM/гибридной/пакетной передачи следующего поколения. Устройства серии RTN 910 имеют широкий набор интерфейсов и отличаются простотой установки и конфигурирования. Они предоставляют решение, в котором будут объединены TDM, гибридная и пакетная СВЧ-передача. Таким образом будут полностью удовлетворены требования к традиционной TDM и будущей IP-сети. RTN 910 имеет высоту 1U (442 мм [Ш]×220 мм [Г]×44 мм [В]) и использует разделенную структуру, состоящую из IDU 910, изображенного на рисунке 3.5 и ODU на рисуноке 3.6. 22 IDU 910 предоставляет множество функций с различными платами и поддерживает конвергенцию в двух РЧ-направлениях. Рисунок 3.5 – Внешний вид блока IDU Huawei Объединенная платформа передачи TDM, пакетного и смешанного трафика: поддерживается обработка и доступ к услугам TDM, Ethernet и PWE3; поддерживается многорежимная релейная связь: гибридная радиопередачи (E1+ETH), пакетный режим, PDH режим и SDH режим. Платформа широкополосной передачи большой пропускной способности: высокоэффективная инкапсуляция и модернизированные технологии сжатия заголовков, позволяет увеличить емкость передачи на одной несущей до 1 Гбит/с; поддержка технологии XPIC (возростание емкости передачи на одной несущей до 2 Гбит/с); поддержка технологии XPIC Air-LAG; технология адаптивной модуляции с плавным переключением с QPSK на 1024QAM (возможность установки приоритета для E1 и пакетной передачи). 23 Рисунок 3.6 – Внешний вид блока ODU с антенной в конфигурации 1+0 и 1+1. Huawei Мощные возможности обработки IP-услуг: поддержка услуг: E-line или E-LAN на основе VLAN или QinQ, а так же E-line на основе PW; поддержка основных функций MPLS, переадресация услуг и стат. маршруты LSP; поддержка сети MPLS на основе технологии LSP туннелей и технологии PWE3; поддержка восьми классов QoS; поддержка EOS/EOPDH, ETH LAG, подчиненные интерфейсы VLAN; поддержка различных функций OAM: Eth OAM, MPLS OAM, ATM OAM и PW OAM. Схемы полной защиты (резеревирования) защита радиоканалов; защита 1+1 HSB/SD/FD; защита 2+0, 1+1, 2 × (1+0); XPIC 1+1; защита сетевого уровня, переключение кольца Ethernet, MSTP; защита LAG для Ethernet услуг; защита MPLS туннеля 1:1; защита TDM SNCP; защита инверсного мультиплексирования IMA для ATM по E1 каналам; горячий резерв 1+1 источника питания. 24 Сетевое управление: для управления устройствами RTN и оптическими транспортными устройствами Huawei используется iManager U2000, чтообеспечивает быстрое выявление неполадок и предоставление услуг, а также визуальное управление услугами IP; для централизованного управления одним или несколькими сетевыми элементами OptiX RTN применяется программный продукт Web LCT; запрос информации об аварийных и рабочих событиях происходит посредством протокола SNMP; отсутствует необходимость в специализированных каналах DCN, так как применяется внутриполосная сеть DCN, позволяя сократить расходы на создание сети. Ключевые характеристики: частотный диапазон: от 6 до 42 ГГц; разнесение каналов: 3,5;7;14;28;40;56 МГц; модуляция: QPSK, 16QAM, 32QAM, 64QAM, 128QAM, 256QAM, 512QAM, 1024QAM; Интерфейсы: E1 : TDM E1, Smart E1 (CES E1, IMA E1 ML-PPP E1); SDH : STM-1 optical/electrical interface, STM-4 optical interface; Ethernet: FE interface: 10/100BASE-T(X), 100BASE-FX GE interface: 1000Base-SX, 1000Base-LX, 10/100/1000BASE-T(X). Аварии: внешний аварии 3 входа/ 1 выход. Максимально возможный набор интерфейсов: PDH: 96 × E1; SDH: 6 × STM-1, 4 × STM-4; Ethernet: 20 × FE , 6 × GE; конфигурации: 2х(1+0), 2+0, 1+1, XPIC. 25 Рисунок 3.7 – Антенна с кросс поляризацией и внешние блоки ODU в конфигурации 1+1 Huawei 3.1.4 Ericsson Mini-Link CN 510 Ericsson Mini-Link CN 510 – это компактное устройство внутреннего размещения пропускной способностью до 500 Mб/с, предназначенное для обеспечения связи между отдельными объектами и пригодная для сетей любого типа. Mini-Link CN 510 одно из самых мощных устройств в своем классе, это дает возможность организовывать связь на большие расстояния с возможностью использования антенн меньшего размера. Использование технологии XPIC исключает интерференцию, что улучшает качество связи и повышает надежность передачи данных. Так же как и все модели семейства Mini-Link CN, Mini-Link CN 510 предоставляет надежность операторского класса и является простым и экономически эффективным решением для построения радиорелейной связи. Рисунок 3.8 – Внутренний блок (IDU) Ericsson 26 Компактная радиоаппаратура, произведенная по новейшей технологии, обладает максимальной надежностью, высочайшими эксплуатационными характеристиками, обеспечивающими средний срок наработки на отказ более тридцати лет. Mini-Link CN 510 может иметь различные конфигурации, удовлетворяющие требованиям всевозможных сетей по дальности и скорости передачи данных. Эта аппаратура работает в частотных диапазонах от 6 - 38 ГГц со скоростью передачи данных до 1 Гбит/с в одном частотном канале с использованием XPIC. Ключевые характеристики пропускная способность: до 1 Гбит/с в одном канале (использование технологии XPIC и 2-х устройств); диапазон частот 6/7/8/10/11 /13/15/18/23/26/28/ 32/38 ГГц; конфигурация пролетов: 1+0; 1+1; 2(1+0) с XPIC, 2+0 (с XPIC с поддержкой Radio Link Bonding); частоты и модуляция: C‐QPSK на канале 7–28 МГц; 4–512 QAM для 7–56 МГц; адаптивная модуляция; XPIC; Интерфейсы: Ethernet: 4 × 10/100/1000 BASE-T + 2 × SFP (макс. 6 портов Eth одновременно); PDH: 16 × E1, 120 Ом. По 2 × E1на каждый разъем RJ-45. 75 Ом с помощью специальной внешней панели конвертеров ICF; порт O&M / LAN: 100BASE-T; порты User I/O: 4 входа + 2 выхода. Антенны: 0,2/0,3/0,6/0,9/1,2/1,8 м антенны с одиночной поляризацией для интегрированной и раздельной установки; 2,4/3,0/3,7 м с одиночной поляризацией для раздельной установки; 0,3/0,6 м антенны с двойной поляризацией для интегрированной и раздельной установки; 1,2/1,8/2,4/3,0/3,7 м антенны с двойной поляризацией для раздельной установки. Ethernet функции: VLAN, LAG (Link Aggregation Group), STP/RSTP/MSTP, 9k Jambo frames; счетчики Ethernet PM. QoS. Операторский QoS c поддержкой Ethernet IP и MPLS. 8 уровней приоритета, policing, SP, WFQ и WRED. 27 Рисунок 3.9 – Варианты исполнения антенн, внешние блоки ODU. Ericsson 3.2 Обоснование выбора производителя оборудования Для удобства сопоставления представленных вариантов в таблицу 3.1 внесены ключевые параметры каждой из систем. Проведя анализ технических характеристик представленных вариантов, можно сделать вывод, что все компании предлагают продукты с аналогичными параметрами. Несмотря на то, что каждое решение способно удовлетворить требованиям технического задания по скорости передачи данных, наличии требуемых интерфейсов, климатические условия работы оборудования несколько отличаются. В соответствии со СНиП РК 2.04-012010 «Строительная климатология» регион расположения модернизируемой линии связи отличается большим разбросом температур в зимний и летний период года. В соответствии с таблицей А.2 абсолютная максимальная температура воздуха в летний период составляет 42 градуса Цельсия, в зимний же период температура воздуха наиболее холодных суток, с обеспеченностью 0,98 составляет -38 градусов Цельсия (Таблица А.2). Оборудование фирмы NEC и Huawei, согласно паспортным данным, не 28 рассчитано для работы в суровых зимних условиях эксплуатации данного региона. Линейки оборудования компании Ceragon и Ericsson удовлетворяют климатическим требованиям к проектируемой системе. Таблица 3.1 – Основные параметры радиорелейных систем Ceragon Evolution Long Haul Xpand IP NEC Pasolink NEO High Performance Huawei Optix RTN 910 Ericsson Mini-link CN510 4-13 ГГц 6-38 ГГц 6-42 ГГц 6-38 ГГц 28/56 7/14/28/40/56 C–QPSK на канале 7–28 МГц 4–512 QAM для 7–56 МГц 155 Мбит/с – 1,6 Гбит/с До 4,2 Гбит/с До 500 Мбит/с 16E1+2FE+2GbE (10/100/1000 Base-T or 1000Base LX/SX) 16E1+2×FE+2×G bE 16E1+4×10/100/10 00 Base-T+2SFP 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256QAM QPSK/16/32/64/12 8/256 QAM QPSK/16/32/64/12 8/256 /512/1024 QAM QPSK/16/32/64/12 8/256 /512 QAM 30 27 н.д. до 30 -69,5 -93 н.д. -65 2+0 Ethernet and 1+1 TDM 1+0, 1+1, 2+0 1+0, 1+1, 2+0 1+0, 1+1, 2+0 Net Master PNet iManager U2000 Link Manager Диапазон рабочих температур, (OС) от -5 до +55: IDU; от -45 до + 55: ODU от -5 до +50: IDU; от -33 до + 50: ODU от -5 до +60: IDU; от -33 до + 55: ODU от -25 до +55: IDU; от -50 до + 60: ODU Относительная влажность, (%) от 0 до 100: ODU от 0 до 100: ODU от 5 до 100: ODU от 0 до 100: ODU Наименование Диапазон частот Разнесение (BW), (МГц) каналов Скорость передачи данных (поствольно), (Мбит/с) Тип и количество каналов/портов Вид модуляции Мощность передатчика, (дБм) Чувствительность приемника, при BW 28 МГц (дБм) Конфигурация системы Управление сетью 28/29,65/56 450 Мбит/с при модуляции 256 QAM и 28 BW (12×Е1 + Ethernet) 12E1 port; 2×Gigabitt Ethernet (SFP), 4х10/100/1000 Base TX При окончательном выборе производителя оборудования нельзя не учитывать сложившуюся инфраструктуру компании заказчика. В настоящий момент АО «КазТрансМунай» имеет в эксплуатации несколько протяженных радиорелейных линии, построенных на оборудовании компании Ceragon. Выбор линейки Evolution Long Haul Xpand IP позволит унифицировать оборудование и обеспечит формирование единой базы запасных частей, позволит включить модернизированную линию в единую систему мониторинга, а так же существенно сэкономит средства компании на обучении специалистов, обслуживающих линию. 29 3.3 Антенны При модернизации радиорелейной линии применены два типа антенн диаметром 0,6 м и 2,4 метра, в зависимости от длинны пролета. Внешний вид антенн d = 0,6 м, и d = 2,4 м показан на рисунках 3.10, 3.11. Блок IFU соединяется с каждым приемопередатчиком с помощью радиочастотного кабеля. Внешний вид блоков IDU и ODU показан ранее на рисунках 3.1 и 3.2 соответственно. Технические характеристики антенного оборудования приведены в таблицах 3.2, 3.3. Таблица 3.2 – Технические характеристики антенны AN-VHLPX2-7W-4WH/A 0,6 m Наименование Значение Производитель Andrew AN-VHLPX2-7W4WH/A Модель Тип Параболическая Диаметр антенны, (м) 0,6 Диапазон частот, (ГГц) 7,100 – 8,500 Поляризация на приём/передачу Гориз./Верт. Коэффициент усиления антенны в высокочастотном диапазоне, (dBi) Коэффициент усиления антенны в среднечастотном диапазоне, (dBi) Коэффициент усиления антенны в низкочастотном диапазоне, (dBi) Ширина диаграммы направленности, (град.) 29,6 31,1 32,2 4,7 Рисунок 3.10 – Антенна AN-VHLPX2-7W-4WH/A d=0,6 m 30 Таблица 3.3 – Технические характеристики антенны AN-HPX8-71W-D2A 2,4 m Наименование Значение Производитель Andrew Модель AN-HPX8-71WD2A Тип Параболическая Диаметр антенны, (м) 2,4 Диапазон частот, (ГГц) 7,125 – 8,500 Поляризация на приём/передачу Гориз./Верт. Коэффициент усиления антенны в высокочастотном диапазоне, (dBi) Коэффициент усиления антенны в среднечастотном диапазоне, (dBi) Коэффициент усиления антенны в низкочастотном диапазоне, (dBi) Ширина диаграммы направленности, (град.) 42,1 42,9 43,5 1,2 Рисунок 3.11 – Антенна AN-HPX8-71W-D2A d=2,4 м 31 Проектируемые антенны оснащены механизмом точной юстировки по азимуту и углу места, позволяющим произвести юстировку и надежную фиксацию антенны в заданном положении. Механизм юстировки антенн и 24HXP7W-2-Р (d = 2,4 м) показан на рисунке 3.12. Рисунок 3.12 – Механизм юстировки, крепление опорной ноги антенны AN-HPX8-71W-D2A d = 2,4 м 3.4 Система управления и мониторинга РРЛ Управление и мониторинг РРЛ, построенном на оборудовании Ceragon Networks, осуществляется с помощью системы NetMaster. Система NetMaster представляет собой комплексную систему управления сетью, предоставляющую возможности централизованного управления и обслуживания широкой номенклатуры элементов сети, входящих в линейку продукции компании Ceragon Networks. Система NetMaster позволяет выполнять конфигурацию, контроль неисправностей, контроль и управление функционированием и управление безопасностью сети. Система NetMaster представляет собой пользовательский интерфейс для систем передачи и доступа и является ключевым элементом систем управления сетями Ceragon наиболее простым образом. Программное обеспечение обладает функциями автоматического определения конфигурации сети и использует данные конфигурации элементов сети для автоматического построения сети управления. Доступ к различным элементам и их атрибутам может осуществляться с использованием интуитивно понятного графического представления элементов и их компонентов. Система NetMaster имеет постоянно обновляемые экранные формы, отображающие состояние сети, при этом события, происходящие в сети, передаются из элементов сети с использованием уведомлений. Система NetMaster имеет подробную базу данных и контекстно-зависимую систему подсказок, 32 позволяющую пользователю анализировать события сети и формировать отчеты. Вид окон системы NetMaster показан на рисунке 3.13. Рисунок 3.13 – Система управления NetMaster Система NetMaster обеспечивает выполнение следующих функций управления сетью: обнаружение и устранение неисправностей; конфигурация; контроль показателей функционирования сети; управление безопасностью; интуитивный и дружественный графический интерфейс пользователя; поддержка иностранных языков; создание топологии сети с использованием перспектив и доменов; автоматическое обнаружение элементов сети; хранение описаний аппаратного и программного обеспечения; выполнение загрузки программного обеспечения; восходящий интерфейс к системам OSS более высокого уровня иерархии. 4 Частотный план На каждом интервале проектируемая РРЛ имеет 2 ствола. Для каждого ствола используется пара частот (прием/передача). Поскольку проектируемая РРЛ содержит большое количество интервалов, а также содержит участки со слабо выраженной «зигзагообразностью», использовано 6 пар частот с чередованием через 3 интервала. Применяемая схема экономична с точки зрения использования полосы частот, выделяемой для организации радиорелейной линии связи, а также позволяет исключить взаимное влияние соседних интервалов. 33 Оборудование проектируемой РРЛ позволяет изменять (настраивать) частоты приема и передачи в широких пределах (в рамках выбранного частотного диапазона), разнос каналов (Bandwidth) и другие параметры радиоканала. Пример частотного плана приведен в таблице 4.1. Набор частот, отраженный в предлагаемом частотном плане, фиксированный и задается программно при настройке оборудования. Таблица 4.1 – Пример частотного плана РРЛ № РРС Наименование РРС Тип РРС РРС-1 ОРС «ЛПДС «Кенкияк» ОРС РРС-2 УРС «26 км МН» УРС РРС-3 УРС «26 км МН» УРС РРС-4 УРС «АВП Темир» УРС РРС-5 УРС «АВП Темир» УРС РРС-6 УРС «87 км МН» УРС РРС-7 УРС «87 км МН» УРС РРС-8 УРС «ПКУб №13» УРС РРС-9 УРС «ПКУб №13» УРС РРС-10 ОРС «НПС им. Шманова Н. Н.» ОРС РРС-11 УРС «ПКУб №13» УРС РРС-12 УРС «148 км МН» УРС РРС-13 УРС «148 км МН» УРС Частота передачи, МГц Частота приема, МГц f1 = 7747,70 f3 = 8059,02 f2 = 7777,35 f4 = 8088,67 f3 = 8059,02 f1 = 7747,70 f4 = 8088,67 f2 = 7777,35 f5 = 7807,00 f7 = 8118,32 f6 = 7836,65 f8 = 8147,97 f7 = 8118,32 f5 = 7807,00 f8 = 8147,97 f6 = 7836,65 f9 = 7866,30 f11 = 8177,62 f10 = 7895,95 f12 = 8207,27 f11 = 8177,62 f9 = 7866,30 f12 = 8207,27 f10 = 7895,95 f3 = 8059,02 f1 = 7747,70 f4 = 8088,67 f2 = 7777,35 f1 = 7747,70 f3 = 8059,02 f2 = 7777,35 f4 = 8088,67 f7 = 8118,32 f5 = 7807,00 f8 = 8147,97 f6 = 7836,65 f5 = 7807,00 f7 = 8118,32 f6 = 7836,65 f8 = 8147,97 f11 = 8177,62 f9 = 7866,30 f12 = 8207,27 f10 = 7895,95 f9 = 7866,30 f11 = 8177,62 f10 = 7895,95 f12 = 8207,27 f1 = 7747,70 f3 = 8059,02 f2 = 7777,35 f4 = 8088,67 34 Продолжение таблицы 4.1 № РРС Наименование РРС Тип РРС РРС-14 УРС «175 км МН» УРС РРС-15 УРС «175 км МН» УРС РРС-16 ОРС «УС Заречный» Частота передачи, МГц Частота приема, МГц f3 = 8059,02 f1 = 7747,70 f4 = 8088,67 f2 = 7777,35 f5 = 7807,00 f7 = 8118,32 f6 = 7836,65 f8 = 8147,97 f7 = 8118,32 f5 = 7807,00 f8 = 8147,97 f6 = 7836,65 ОРС Наглядное изображение схемы частотного плана представлено на рисунке 4.1. В проектируемой РРЛ может быть использован любой тип поляризация (горизонтальная/вертикальная). При необходимости (ухудшение радиочастотной обстановки) вид используемой поляризации РРЛ может быть изменен. Рисунок 4.1 – Схема частотного плана РРЛ 5 Расчет проектируемой радиорелейной линии В проекте модернизации радиорелейной линии не стоит задача по выбору оптимальной трассы построения линии связи, но сохраняется необходимость проверки работоспособности нового оборудования и всех сопутствующих параметров в заданных режимах работы с необходимым качеством предоставления сервиса. Ниже представлены расчеты, первого пролета ОРС «ЛПДС «Кенкияк» – УРС «26 км МН» модернизированной радиорелейной линии «Кенкияк – Актобе». 5.1 Расчет и построение продольного профильного интервала Исходные параметры для выполнения расчета приведены в таблице 5.1. 35 Таблица 5.1 – Исходные данные для расчета РРЛ Наименование Параметр Параметры оборудования РРЛ Частота, Гц f=8×109 Коэффициент усиления системы, дБ (для конфигурации МЕТРО 155 Мбит/с, 28 МГц, 128 MLCM-ACAP. Sg=104 Коэффициент усиления передающей антенны, дБ Gпрд=43,1 Коэффициент усиления приемной антенны Gпрм=43,1 КПД антенно-фидерного тракта, дБ zη=5 Режим работы 2+0 Параметры интервала РРЛ Протяженность интервала, км R0=25,1 Радиус Земли, км Rz=6370 Расстояние до препятствия (самая высокая точка на интервале), км Rp= 8,7 Справочные данные для интервала Среднее значение вертикального градиента проницаемости для степной полосы Казахстана, 1/м Стандартное отклонение вертикального градиента проницаемости для степной полосы Казахстана, 1/м Интенсивность осадков для Республики Казахстан (зона Е), мм/час g=-7×10-8 σ=9×10-8 R001=22 kh=0,00454 kv= 0,00395 Коэффициенты регрессии для частоты 8 ГГц αh=1,327 αv=1,310 Параметр α принимаем как константу α=1 Коэффициенты Clat и Clon для Республики Казахстан Clat =0; Clon=0 Коэффициенты, учитывающие региональные эффекты для Республики Казахстан B1= 0,89 C1=3,6 Наибольшая высота препятствия, создаваемая земной поверхностью расположена на середине интервала. Расчет середины интервала рассчитывается по формуле: 36 R1 = R0 , 2 (5.1) где R0 – протяженность интервала, км. R1 = 25,2 = 12,55 км. 2 Проведем расчет наибольшего препятствия создаваемого выпуклостью земной поверхности по формуле: ymax = R 0 ∙ R1 R1 ∙ (1 − ), 2 ∙ Rz R0 (5.2) где Rz – радиус Земли, км. 25,1 ∙ 12,55 12,55 ∙ (1 − ) = 0,012 км. 2 ∙ 6370 25,1 Для построения профиля интервала разделим участок на тридцать частей. Произведем расчет линии профиля уровня моря для каждого участка по формуле: ymax = yi = R0 ∙ Ri Ri ∙ (1 − ), 2 ∙ Rz R0 (5.3) где Ri – расстояние от ОРС, км. Высота отметок профиля пролета с учетом кривизны Земной поверхности определяется суммой высот уровня моря и фактической высоты отметки рельефа местности. Результаты расчета для каждого участка приведены в таблице 5.2. Таблица 5.2 – Результаты расчета параметров для построения продольного профильного интервала Расстояние от ОРС, км Высота линии профиля уровня моря, м Высота отметки рельефа местности, м Высота профиля, м 0 0,6 1,4 2,2 2,7 3,4 5,3 5,6 0 1,154 2,604 3,954 4,747 5,791 8,237 8,571 205 195 197 211 215 215 193 188 205 196,154 199,604 214,954 219,747 220,791 201,237 196,571 37 Продолжение таблицы 5.2 Расстояние от ОРС, км Высота линии профиля уровня моря, м Высота отметки рельефа местности, м Высота профиля, м 6,1 6,3 7,1 7,8 9,3 8,7 9,5 10,5 10,8 11,1 11,8 12,4 13,7 14,1 18,3 20,4 20,8 21,7 22 22,8 23,3 25,1 9,097 10,297 10,031 10,592 10,945 11,199 11,633 12,033 12,122 12,198 12,319 12,361 12,259 12,174 9,768 7,526 7,02 5,791 5,353 4,166 3,292 0 194 193 201 220 221 231 216 214 209 210 201 203 188 190 190 198 213 206 201 213 225 239 203,097 202,297 211,031 230,592 231,945 242,199 227,633 226,033 221,122 222,198 213,319 215,361 200,259 202,174 199,768 205,526 220,02 211,791 206,353 217,166 228,292 239 На основе полученных данных строим продольный профильный интервал для пролета ОРС «ЛПДС «Кенкияк» УРС «26 км МН» (рисунок 5.1). 38 Рисунок 5.1 – Продольный профильный интервал для пролета ОРС «ЛПДС «Кенкияк» - УРС «26 км МН» 39 5.2 Определение оптимальных высот подвеса антенн Ухудшение радиосвязи происходит из-за искривления радиолуча вследствие неравномерности вертикального градиента диэлектрической проницаемости атмосферы. Выбор высот подвеса антенн определяет должный просвет трассы. Луч проходит через зону Френеля, минимальный радиус которого определяется по формуле: 1 H0 = √ ∙ R 0 ∙ λ ∙ k ∙ (1 − k), 3 (5.4) где λ – длина волны, м; k – относительное расстояние до препятствия. где С – скорость света м/с; f – частота, Гц. С λ= , f (5.5) 3 ∙ 108 λ= = 0,038 м, 8 ∙ 109 k= Rp 8,7 = = 0,347, R 0 25,1 1 H0 = √ ∙ 25100 ∙ 0,038 ∙ 0,347 ∙ (1 − 0,347) = 8,429 м. 3 Учитывая условие, что длина пролета не превышает 50 километров, стандартное отклонение определим по формуле: σ(R 0 ) = (10 ∙ 10−8 + g 1 σ ) ∙ ( − 1) + , 3,1 у y (5.6) где σ – значение стандартного отклонения 1/м; g – среднее значение вертикального градиента отклонения; у =0,81 (определяется по рисунку 5.2 для интервала 25,1 км). σ(R 0 ) = (10 ∙ 10 −8 −7 ∙ 10−8 1 9 ∙ 10−8 + − 1) + = 1,293 ∙ 10−7 1/м. )∙( 3,1 0,81 0,81 40 Рисунок 5.2 – К определению параметра y Произведем расчет среднего значения изменения просвета рефракции в течение 80 процентов времени по формуле: за счет R20 ∆H (g + σ) = ∙ (g + σ) ∙ k ∙ (1 − k), 4 (5.7) 251002 ∆H (g + σ) = ∙ (−7 ∙ 10−8 + 9 ∙ 10−8 ) ∙ 0,347 ∙ (1 − 0,347) 4 = −2,114 м. Просвет при отсутствии рефракции определяется по формуле: H(0) = H0 − ∆H(g + σ), H(0) = 8,429 + 2,114 = 10,543 м. Высоты подвеса антенн определены проектом как: h1=35 м, h2=42 м. 41 (5.8) 5.3 Расчет запаса на замирание Для проведения расчета запаса на замирание рассчитаем затухание радиоволн в свободном пространстве: L0 = 20 ∙ [lg(f) + lg(d)] + 32,45, (5.9) где d=R0, км. L0 = 20 ∙ [lg(f) + lg(d)] + 32,45 = 20 ∙ [lg(8) + lg(25,1)] + 32,45 = 138,505 дБ. Запас на замирание определяется по формуле: Ft = Sg + Gпрд +Gпрм − 2η − L0, (5.10) где Sg – коэффициент системы, дБ; Gпрд – коэффициент усиления передающей антенны, дБ; Gпрм – коэффициент усиления приемной антенны, дБ; 2η – КПД антенно-фидерного тракта, дБ; L0 – затухание радиоволны в свободном пространстве, дБ. Ft = 104 + 43,1 + 43,1 − 5 − 138,505 = 46,695 дБ. 5.4 Расчет времени ухудшения радиосвязи из-за дождя Увеличение частоты радиоизлучения непосредственно влияет на ослабление сигнала и зависит от размера капель и интенсивности дождя. При расчете важно учитывать климатическую зону интенсивности дождя в течение 0,01 % времени. Республика Казахстан относится к зоне «Е» с интенсивностью осадков в 22 миллиметра в час. Определим опорное расстояние по формуле: d0 = 35 ∙ e−0,015∙R0,01 , d0 = 35 ∙ e−0,015∗22 = 25,162 км. Определим коэффициент уменьшения: 42 (5.11) r= 1 R 1+ 0 d0 , (5.12) 1 = 0,501 км. 25100 1+ 25162 Из-за неравномерной интенсивности дождя вдоль трассы эффективная длина пролета определяется по формуле: r= dэ = r ∙ R 0 , (5.13) dэ = 0,501 ∙ 25,162 = 12,566 км. Рассчитаем поляризации: удельное затухание в дожде для γh = k h ∙ Rαh 0,01 , γh = 0,00454 ∙ 221,327 = 2,274 горизонтальной (5.14) дБ . км Рассчитаем удельное затухание в дожде для вертикальной поляризации: γv = k v ∙ Rαv 0,01 , γv = 0,00395 ∙ 221,31 = 0,227 (5.15) дБ . км В соответствии с частотным планом, поляризация на участке может использоваться обоих типов, поэтому для дальнейших расчетов выбираем наихудший вариант – горизонтальную поляризацию. A0,01 = γv ∙ dэ , A0,01 = 0,227 ∙ 12,566 = 2,847 дБ. Вычислим отношение: 43 (5.16) A0,01 2,847 = = 0,061 < 0,155, Ft 46,695 Tg = 8,033 ∙ 10−7 %. 5.5 Расчет времени ухудшения радиосвязи, субрефракцией радиоволн. Оптимизация высот подвеса вызванного В связи с неоднородностью атмосферы и большей плотностью воздуха у поверхности земли, радиолучи изгибаются по направлению к земле. Таким образом, просвет рассчитывается по минимальному радиусу зоны Френеля, не имея постоянной величины из-за различной плотности атмосферы в зависимости от времени суток и состояния атмосферы. Найдем среднее значение на пролете по формуле: R20 H(g) = H(0) + ∆H(g) = H(0) − ∙ g ∙ k ∙ (1 − K), 4 (5.17) 251002 H(g) = 8,429 − ∙ (−7 ∙ 25100−8 ) ∙ 0,347 ∙ (1 − 0,347) = 10,544 м. 4 Относительный просвет определяется по формуле: P(g) = P(g) = H(g) , H0 (5.18) 10,544 = 1,251. 8,429 На чертеже продольного профиля проведем прямую параллельную радиолучу на расстоянии ∆y=H0 от вершины препятствия и найдем ширину препятствия: R=800 м Относительная длина препятствия определяется как: l= r , Ro (5.19) l= 800/25100=0,032. Аппроксимированная среда рассчитываемым по формуле: характеризуется 44 параметром μ, k 2 ∙ (1 − k)2 6 64 ∙ π ∙ α √ μ= ∙√ , l2 3 3 (5.20) 3 0,3472 ∙ (1 − 0,347)2 6 64 ∙ 3,1415 ∙ 1 μ= √ ∙√ = 7,449. 0,0322 3 Применяя полученное значение μ, определим множитель ослабления V0, используя график, представленный на рисунке 5.3. Рисунок 5.3 – Зависимость V0 от параметра μ 45 V0 = -7,5, дБ. Vmin – минимально допустимый множитель ослабления Vmin2 = -Ft , следовательно Vmin ≈ -Ft /2 = 23,347, дБ. Значение относительного просвета, при котором наступает глубокое замирание сигнала, вызванное экранировкой, препятствием минимальной зоны Френеля определяется по формуле: P(g 0 ) = P(g 0 ) = V0 − Vmin , V0 (5.21) −7,5 + 23,347 = −2,113. −7,5 Определим параметр A по формуле: A= A= 1 λ , √ 3 σ R 0 ∙ k ∙ (1 − k) (5.22) 1 0,038 √ = 1,137. −8 3 9 ∙ 10 25100 ∙ 0,347 ∙ (1 − 0,347) Определим параметр ψ по формуле: ψ = 2,31 ∙ A ∙ [P(g) − P(g 0 )], (5.23) ψ = 2,31 ∙ 1,137 ∙ [1,251 + 2,113] = 8,835. По графику на рисунке 5.4 в зависимости от полученного параметра ψ определяем: T(Vmin) ≈ 0,00001%. 46 Рисунок 5.4 – К расчету времени ухудшения связи, вызванного субрефракцией радиоволн 5.6 Проверка норм на неготовность В соответствии с рекомендациями 557 МСЭ-Р установлены характеристики неготовности. Гипотетический эталонный цифровой тракт (ГЭЦТ) считается неготовым в случае десяти последовательных секунд возникают следующие условия или одно из них: прерывание цифрового сигнала; в каждой секунде параметр BER хуже 10-3. Исключается неготовность уплотнительной аппаратуры. Характеристики неготовности делятся на неготовность оборудования и неготовность, вызванную условиями распространения радиоволн (неготовность в следствии дождя 30-50%). Характеристика готовности ГЭЦТ протяженностью две тысячи пятьсот километров определяется величиной 99,7%, определенные в течение 47 довольного большого интервала времени. Следовательно, характеристика неготовности составит 0,3%. Норма на неготовность определяется: UR доп = UR доп = 0,3 ∙ R 0 , 2500 (5.24) 0,3 ∙ 25,1 = 3,012 ∗ 10−3 %. 2500 Проверим выполнение условия: UR доп ˃T0 + Tg , (5.25) T0+Tg = 0,00001+0,000000803 = 0,000010803 ≈ 1,08×10-5%. Условие выполняется! 5.7 Расчет времени ухудшения радиосвязи из-за многолучевого распространения Наличие в чистой атмосфере чрезвычайно преломляющих слоев делает необходимым учет четырех механизмов при выполнении расчетов радиорелейных линий протяженностью больше нескольких километров, а именно: расширение луча (расфокусировка луча); развязка в антенне; поверхностное многолучевое распространение; атмосферное многолучевое распространение. Механизмы могут возникать как сами по себе, так и в комбинации с остальными. Существенные частотно-избирательные затухания возникают, когда расширение луча сочетается с отражением сигнала от поверхности, что вызывает замирание вследствие многолучевого распространения. Мерцающие замирания вызываются турбулентностями в атмосфере, но не учитываются на частотах ниже 40 ГГц так как оказывают незначительное воздействие. Процент времени с вертикальным градиентом рефракции: PL = 5% = 0,05. Проведем расчет коэффициента, учитывающего влияние климата и рельефа местности: 48 K = PL1,5 ∙ 10(−6,5−CLAT−CLON) , (5.26) 𝐾 = 0,05 ∙ 10−6,5 = 3,536 ∙ 10−9 . Рассчитаем наклон радиотрассы: |EP | = |EP | = h1 − h2 , Ro (5.27) 35 − 42 = 0,279 мрад. 25100 Рассчитаем коэффициент, учитывающий другие параметры трассы: Q = (1 + |EP |)−1,4 , (5.28) Q = (1 + 0,279)−1,4 = 0,709. Коэффициенты, учитывающие региональные эффекты для Республики Казахстан: B = 0,89; С = 3,5. Используя полученные значения, рассчитаем процент времени на больших глубинах замирания, в течение которого в узкополосных системах не превышается уровень принимаемого сигнала в средний худший месяц по формуле: B Tинт = K ∙ Q ∙ f ∙ RC0 где А = Ft – запас на замирание, дБ; f – частота, ГГц. Tинт = 3,819 ∙ 10−9 %. 49 ∙ A − 10 10 , (5.29) 5.8 Проверка норм на допустимое время ухудшения связи из-за многолучевого распространения Норма на допустимое время ухудшения связи для высшего качества связи: SES = SES = 0,054 ∙ R o , 2500 (5.30) 0,054 ∙ 25,1 = 5,422 ∙ 10−4 . 2500 Проверяем выполнения условия: SES˃TИНТ , (5.30) 5,422 ∙ 10−4 ˃3,819 ∙ 10−9 . Условие выполняется! 5.9 Расчётные параметры РРЛ «Кенкияк – Актобе» Расчет параметров оставшихся семи пролетов выполняется аналогично приведенным выше расчетам, результаты сведены в таблице5.3. Чертежи продольных профильных интервалов приведены в Приложениях А - И. Вычисления выполнены с использованием программного комплекса Mathcad, полный текст вычислений приведен в приложении К. УРС «АВП «Темир» – УРС «87 км МН» (24,87 км) УРС «87 км МН» – УРС «123 км МН (ПКУБ-13)» (34,3 км) УРС «123 км МН (ПКУБ-13)» – ОРС «НПС им. Шманова Н.Н.» (1 км) УРС «123 км МН (ПКУБ-13)» – УРС «148 км МН» (24,1км) УРС «148 км МН» – УРС «175 км МН» (28,6 км) УРС «175 км МН» – г. Актобе ОРС «УС Заречный»(28,1 км) Минимальный радиус зоны Френеля H0, м УРС «26 км МН» – УРС «АВП «Темир» (35,8 км) Наименование параметра ОРС «ЛПДС «Кенкияк» – УРС «26 км МН» (25,1 км) Таблица 5.3 – Результаты расчета параметров РРЛ 8,429 9,76 8,393 9,999 0,959 7,776 9,214 8,932 50 УРС «87 км МН» – УРС «123 км МН (ПКУБ-13)» (34,3 км) УРС «123 км МН (ПКУБ-13)» – ОРС «НПС им. Шманова Н.Н.» (1 км) УРС «123 км МН (ПКУБ-13)» – УРС «148 км МН» (24,1км) УРС «148 км МН» – УРС «175 км МН» (28,6 км) УРС «175 км МН» – г. Актобе ОРС «УС Заречный»(28,1 км) -2,507 -0,003 -1,727 -2,406 -2,326 12,506 0,962 9,503 11,62 11,26 УРС «АВП «Темир» – УРС «87 км МН» (24,87 км) УРС «26 км МН» – УРС «АВП «Темир» (35,8 км) Наименование параметра ОРС «ЛПДС «Кенкияк» – УРС «26 км МН» (25,1 км) Продолжение таблицы 5.3 Среднее значение изменения просвета за -2,114 -2,223 -2,063 счет рефракции ΔH(g+σ), м Просвет при отсутствии 10,543 9,76 10,546 рефракции H(0), м Стандартное отклонение вертикального градиента 1,29×10-7 1,26×10-7 1,29×10-7 проницаемости σ(R0) Запас на замирание Ft, дБ 46,695 43,611 44,334 Эффективная длина 12,566 14,777 12,456 пролета dэ, км Затухание, превышающее 0,01% 2,847 4,055 3,421 времени A0,01, дБ Среднее значение просвета на пролете 10,544 11,983 10,456 H(g), м Относительный просвет 1,251 1,228 1,246 P(g), м Относительная длина 0,032 0,103 0,081 препятствия l, км Параметр , характеризующий 7,449 3,262 4,021 аппроксимирующую среду Значение относительного просвета при котором наступает глубокое -2,113 -2,115 -2,167 замирание сигнала P(g0), м Параметр А 1,137 0,689 1,16 Параметр ψ 8,835 5,317 9,147 URДОП 3,01×10-3 4,3×10-3 3×10-3 T0 + Tg 1,01×10-5 1,58×10-5 1,08×10-5 Проверка нормы на неготовность Вып-ся Вып-ся Вып-ся URДОП ˃ T0+Tg Наклон радиотрассы Ep, 0,279 0,447 0,648 мрад 1,06×10-7 2,51×10-7 1,29×10-7 1,2×10-7 1,22×10-7 43,982 50,288 47,048 45,561 45,714 14,515 0,962 12,31 13,386 13,275 3,983 0,264 3,378 3,674 3,643 12,506 0,962 9,503 11,62 11,258 1,251 1,003 1,222 1,261 1,26 0,137 0,09 0,087 0,105 0,128 2,873 1,762 3,515 3,475 2,952 -1,932 -1,395 -2,361 -2,254 1,26 0,701 250,804 1,284 0,913 0,958 5,157 1,4×103 10,624 7,413 7,324 4,1×10-3 1,2×10-4 2,9×10-3 3,4×10-3 3,4×10-3 1,58×10-5 1,08×10-5 1,08×10-5 1,08×10-5 1,08×10-5 Вып-ся 0,233 51 Вып-ся 9 Вып-ся Вып-ся Вып-ся 0,373 1,469 0,463 Процент времени в течение которого в узкополосных системах не превышается уровень принимаемого сигнала в средний худший месяц Tинт, % Норма на допустимое время ухудшения связи для высшего качества связи SES, % Проверка выполнения условия SES ˃ Tинт 3,82×10-9 2,38×10-9 4,35×10-9 2,31×10-8 0 УРС «175 км МН» – г. Актобе ОРС «УС Заречный»(28,1 км) УРС «148 км МН» – УРС «175 км МН» (28,6 км) УРС «123 км МН (ПКУБ-13)» – УРС «148 км МН» (24,1км) УРС «123 км МН (ПКУБ-13)» – ОРС «НПС им. Шманова Н.Н.» (1 км) УРС «87 км МН» – УРС «123 км МН (ПКУБ-13)» (34,3 км) УРС «АВП «Темир» – УРС «87 км МН» (24,87 км) УРС «26 км МН» – УРС «АВП «Темир» (35,8 км) Наименование параметра ОРС «ЛПДС «Кенкияк» – УРС «26 км МН» (25,1 км) Продолжение таблицы 5.3 2,75×10-9 3,16×10-9 5,96×10-9 5,42×10-4 7,73×10-4 5,34×10-4 7,41×10-4 2,16×10-5 5,21×10-4 6,18×10-4 6,07×10-4 Вып-ся Вып-ся Вып-ся Вып-ся Вып-ся Вып-ся Вып-ся Вып-ся 6 Описание модернизированной РРЛ В результате модернизации цифровая радиорелейная линия «Кенкияк – Актобе» существенно возрастет скорость передачи данных – до 320 Мбит/с, при модуляции 256 QAM и разнесении каналов в 28 МГц на ствол. Благодаря модульной конструкции оборудования появилась возможность использования широкого спектра интерфейсов для будущего расширения предоставляемых услуг передачи данных на каждом из охваченных объектов без необходимости полной замены оборудования. Схема организации связи представлена на рисунке 6.2. Применяемая в оборудовании технология адаптивной модуляции XPAND IP сохраняет максимальную надежность передачи трафика высокого приоритета вне зависимости от погодных условий. 52 Рисунок 6.1 - Принцип адаптивной модуляции Это обеспечивается автоматическим выбором пропускной способности в зависимости от качества принимаемого сигнала, восстановление установленных настроек происходит автоматически при улучшении качества сигнала. Конфигурация работы РРЛ выполнена по схеме Ethernet «2+0» и «1+1» TDM. Такое решение позволяет организовать два дуплексных ствола радиосвязи, где по каждому стволу будет передаваться информация от собственного источника, обеспечивая параллельную работу этих стволов на единственной антенне. Важная информация производственного характера передается посредством TDM канала, работающего в горячем резерве 1+1, который обеспечивает повышенную надежность передачи трафика путем резервирования ключевых элементов системы. Система NetMaster позволит включить модернизированную линию в единую систему мониторинга предприятия, предоставит возможность своевременно реагировать на возникшие нештатные ситуации и удаленно конфигурировать оборудование. 53 Рисунок 6.2 – Схема организации связи РРЛ 54 7 Безопасность жизнедеятельности Оборудование модернизированной радиорелейной линии «Кенкияк – Актобе» размещается в телекоммуникационных стойках закрытого типа, как правило, в существующих специализированных помещениях совместно с оборудованием мультиплексирования, АТС, а также серверным оборудованием и оборудованием локально-вычислительных сетей. Количество персонала, обслуживающих существующее оборудование составляет 2 чел. Трудовая деятельность персонала – периодическая (в рамках технического обслуживания и проведения регламентных работ). Мониторинг за состоянием оборудования и радиорелейной сети осуществляется удаленно посредством ЛВС. Оборудование работает в автоматическом режиме и не требует постоянного присутствие обслуживающего персонала, тем не менее, в помещении связи организовано одно рабочее место оператора для выполнения технического обслуживания и проведения регламентных работ. В таблице 7.1 приведен полный перечень оборудования, установленный в помещении связи. План размещения оборудования и рабочего места изображен на рисунке 7.1. Таблица 7.1 – Перечень оборудования в помещении связи Ед. Изм. Колво шт. 1 шт. 1 шт. 2 шт. 1 шт. 1 шт. 1 Batteries 12V 33Ah / Аккумуляторные батареи шт. 2 LVD / Защита от глубокого разряда батарей шт. 1 MUX FM-16 шт. 1 Cisco router 6524 шт. 1 Cisco router 3845 шт. 1 Net Master NMS Server шт. 1 АРМ (персональный компьютер с ж/к монитором) шт. 1 Внутренний блок системы кондиционирования воздуха шт. 1 Наименование оборудования Скомплектованный Evolution Series 8 ГГц Long Haul Xpand IP Терминал в составе: модуль интерфейсов12×E1 SFP Оптический приемопередатчик, 1000BASE-LX, Одномодовый 1310 nm Модуль сигнализации и контроля, 8 сигнальных входов, 4 релейных выхода, 7 аналоговых входов Модуль EOW (сервисной связи) и 2×64 Кбит/с. Телефонная трубка не включена 1U DC 48VDC33A 92%/ Выпрямительный модуль в сотаве: 55 Микроклимат. Категория работ по уровню энергозатрат: Iб. (К категории Iб относятся работы с интенсивностью энергозатрат 121-150 ккал/ч (140-174 Вт), производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением (ряд профессий в полиграфической промышленности, на предприятиях связи, контролеры, мастера в различных видах производства и т. п.). В помещении установлена системы кондиционирования. Задача системы кондиционирования воздуха является компенсация вырабатываемого оборудованием тепла и поддержание требуемых температурных параметров для эффективной работы оборудования. Температура, поддерживаемая в помещении составляет 20-21 °С. (рекомендуемые температурные параметры для работы серверного и телекоммуникационного оборудования). Система кондиционирования поддерживает уровень относительной влажности в помещении в пределах 60-40%. Наружный блок СКВ представляет собой компрессорно-конденсаторный агрегат воздушного охлаждения – моноблок, включающий в себя герметичный компрессор, конденсатор воздушного охлаждения, осевой вентилятор, систему автоматики и защиты, размещенные на одной раме и в едином корпусе. Для обеспечения бесперебойной работы при температуре наружного воздуха до минус 40оС в сплит-системах фирмы DAIKIN применен низкотемпературный комплект «Айсберг». Внутренний блок СКВ представляет собой воздухо-обрабатывающий блок, в котором размещается испаритель, тангенциальный вентилятор, система автоматики и контроля. Технические характеристики системы кондиционирования приведены в таблице 7.2. Таблица 7.2 – Технические характеристики системы кондиционирования Внутренний блок FAQ100B Холодопроизводительность, кВт 10 Теплопроизводительность, кВт Потребляемая мощность, кВт Энергоэффективность Охдаждение, кВт 3,56/3,52 Нагрев, кВт - Коэффициент EER (охлаждение)/Класс 2.81/C; 2.84/C Коэффициент СОР (нагрев)/Класс Энергопотребление, кВт/ч 1780/1760 Охдаждение, макс./мин., м /мин 3 Расход воздуха Уровень звукового давления - Нагрев, макс./мин., м /мин 3 Охлаждение, макс./мин., дБА Нагрев, макс./мин., дБА 56 23/19 45/41 - Продолжение таблицы 7.2 Внутренний блок FAQ100B макс.длина/перепад высот, м Трубопровод хладагента Диаметр труб: жидкость/газ, мм 70/30 9,5/15,9 360×1570×200 26 Габаритные размеры (В х Ш х Г), мм Вес, кг Наружный блок RR100BV/W 1170×900×320 102/99 Габаритные размеры (В х Ш х Г), мм Вес, кг Охлаждение, макс./сред./мин., дБ Уровень звукового давления Нагрев, макс./сред./мин., дБ Охдаждение Диапазон температур, С (сух.терм.) 53 -15(-40) +46o o Нагрев Хладагент R410A Электропитание 1~, 230 В, 50 Гц Проводной пульт управления BRC1D52 Скорость воздуха (при включенной системе кондиционирования) составляет, согласно паспортным данных от 0,8 до 1,12 м/с. Таким образом, скорость воздуха в помещении превышает нормированные значения. Рекомендуется выключать систему кондиционирования при проведении работ в данном помещении. Температура в помещении относится к допустимому показателю микроклимата согласно ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Допустимые микроклиматические условия установлены по критериям допустимого теплового и функционального состояния человека на период 8часовой рабочей смены. 7.1 Производственный шум Предельно допустимые уровни звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах для трудовой деятельности (напряженность легкой степени, легкая физическая нагрузка) напряженности согласно «Гигиеническим нормативам уровней шума на рабочих местах» (УТВЕРЖДЕНЫ: Приказом И.о. Министра здравоохранения Республики Казахстан 24 марта 2005 года № 139. Рег. № 4-1-2/1182/Р от 28.04.2005г. (Письмо Минюст РК) – 70 дБА. В таблице 7.3 представлена экспликация оборудования, расположенного в помещении. 57 Таблица 7.3– Спецификация оборудования размещенного в помещении с указанием уровня вырабатываемого шума Наименование оборудования Скомплектованный Evolution Series 8 ГГц Long Haul Xpand IP Терминал в составе: 1U DC 48VDC33A 92%/ Выпрямительный модуль в составе: MUX FM-16 Cisco router 6524 Cisco router 3845 Net Master NMS Server АРМ (персональный компьютер с ж/к монитором) Внутренний блок системы кондиционирования воздуха Уровень шума (при полной загрузке), дБ 38-42 48-51 35 38-42 38-42 60-62 32-35 38-44 Суммарный уровень шума от нескольких источников шума в соответствии с «Гигиеническими нормативами уровней шума на рабочих местах» определяется по формуле: n Ln = 10Lg ∑ 100,1Li , (7.1) i=1 где Li – уровень шума одного источника, дБ (значения таблицы 5.1); n=8 – количество складываемых уровней шума источников. Подставляя значения из таблицы 5.3 получаем расчетный уровень шума: 8 Ln = 10Lg ∑ 100,1Li i=1 = 10Lg(3 ∙ 104,2 + 1 ∙ 105,1 + 2 ∙ 103,5 + 1 ∙ 106,2 + 1 ∙ 104,4 ) = = 62,528 дБа. Расчетный уровень шума в помещении составляет 62,528 дБА. При расчете принимаем допущение, что оборудование загружено на полную мощность. Таким образом, согласно «Гигиенических нормативов уровней шума на рабочих местах. УТВЕРЖДЕНЫ: Приказом и.о. Министра здравоохранения Республики Казахстан 24 марта 2005 года № 139. Рег. № 4-1-2/1182/Р от 28.04.2005г. (Письмо Минюст РК)» уровень шума относится к допустимому уровню шума - это уровень, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к шуму. 58 7.2 Освещение Разряд зрительной работы в помещении определен как: В, подразряд 1 (СНиП РК 2.04-05-2002* «Естественное и искусственное освещение»). Нормируемая освещенность в помещении составляет: 150 лк (СНиП РК 2.04-05-2002* «Естественное и искусственное освещение»). Коэффициент естественного освещения (КЕО): 𝐞𝐇 = 𝟎, 𝟓 % . Расчет нормированного значения КЕО Нормированное значение КЕО, для зданий, располагаемых в различных районах, определяется по формуле: eN = eH ∙ mN , (7.2) где N – номер группы обеспеченности естественным светом; 𝐦𝐍 – коэффициент светового климата; 𝐍 = 𝟐 (СНиП РК 2.04-05-2002* «Естественное и искусственное освещение»); 𝐦𝐍 = 𝟎, 𝟗 (СНиП РК 2.04-05-2002* «Естественное и искусственное освещение»); 𝐞𝟐 = 𝟎, 𝟓 ∙ 𝟎, 𝟗 = 𝟎, 𝟒𝟓 ≈ 𝟎, 𝟓%. 7.2.1 Расчет освещения в помещении методом коэффициента использования Исходные данные: длина помещения a= 5,8 м; ширина помещения b= 3,2 м; высота помещения h= 2,7 м; тип светильника: ЛВО 19-4х18-001 (4 лампы ЛЛ мощностью по 18 Вт); тип лампы: ЛЛ (световой поток 1150 лм). Коэффициент отражения: потолка: 70 %; стен: 50%; пола: 20%; коэффициент запаса: КЗ = 𝟏, 𝟒 (СНиП РК 2.04-05-2002* «Естественное и искусственное освещение»). Коэффициент использования (применительно для данного светильника): 𝐔 = 𝟎, 𝟒𝟗 (исходя из коэффициентов отражения потолка, стен и пола, индекса помещения). Расчет: Определяем площадь помещения: 59 S = a ∙ b, (7.3) 𝐒 = 𝟓, 𝟖 ∙ 𝟑, 𝟐 = 𝟏𝟖, 𝟓𝟔 м𝟐 . Индекс помещения определяется по формуле: φ= S (h − hp ) ∙ (a + b) , (7.4) где 𝐡𝐩 – высота расчетной поверхности, м; 𝐡𝐩 = 0,8 м. 𝛗= 𝟏𝟖, 𝟓𝟔 = 𝟏, 𝟏𝟐. (𝟐, 𝟕 − 𝟎, 𝟖) ∙ (𝟓, 𝟖 + 𝟑, 𝟐) Требуемое количество светильников в помещении определяется по формуле: NC = EN ∙ S ∙ КЗ U ∙ n ∙ ФЛ (7.5) где 𝐄𝐍 – требуемая горизонтальная освещенность, лк; n – количество ламп в светильнике, шт; Фл – световой поток одной лампы, лм. 𝐍𝐂 = 𝟏𝟓𝟎 ∙ 𝟏𝟖, 𝟓𝟔 ∙ 𝟏, 𝟒 = 𝟏, 𝟕𝟑 ≈ 𝟐 шт. 𝟎, 𝟒𝟗 ∙ 𝟒 ∙ 𝟏𝟏𝟓𝟎 Таким образом, в помещении необходима установка двух светильников ЛВО 19-4х18-001. 60 Рисунок 7.1 – План размещения оборудования и светильников 7.2.2 Расчет освещения в помещении точечным методом. Произведем проверочный расчет освещенности в точке А по формуле: EАГ = Iα ∙ cos α R 2 ∙ k3 где k3 – коэффициент запаса; R – расстояние от источника до точки А. 61 (7.6) Расчет значения R производится по формуле: R= hp cos α (7.7) Следовательно определить горизонтальную освещенность в точке А от одного светильника можно по формуле: Iα ∙ cos 3 α (7.8) . h2p ∙ k 3 Определим tg α1 для первого светильника и tg α2 для второго светильника путем проведения расчета по заданной высоте подвеса светильника: eАГ = tgα = d , hp (7.9) где d – горизонтальная проекция расстояния от оси светильника до расчетной точки А; hp – расстояние по вертикали от плоскости подвеса светильника до плоскости расположения расчетной точки А. 𝐭𝐠𝛂𝟏 = 𝟏, 𝟏 = 𝟎, 𝟓𝟖, 𝟐, 𝟕 − 𝟎, 𝟖 𝐭𝐠𝛂𝟐 = 𝟑, 𝟖𝟓 = 𝟐, 𝟎𝟑. 𝟐, 𝟕 − 𝟎, 𝟖 С помощью таблицы тригонометрических величин определяем угол α1 ≈ 300, α2 ≈ 640 . Далее произведем расчет cos3 α для каждого светильника: 𝐜𝐨𝐬 𝟑 𝛂𝟏 = 𝟎, 𝟔𝟓, 𝐜𝐨𝐬 𝟑 𝛂𝟐 = 𝟎, 𝟎𝟖. Из справочной литературы определяем силу света в направлении рассматриваемой точки I30 ≈ 2000 кд, I64 ≈ 400 кд Произведем расчет освещенности от каждого светильника: 𝐞АГ𝟏 = 𝟐𝟎𝟎𝟎 ∙ 𝟎, 𝟔𝟓 = 𝟏𝟖𝟓 лк, 𝟑, 𝟔𝟏 ∙ 𝟏, 𝟒 62 𝐞АГ𝟏 = 𝟒𝟎𝟎 ∙ 𝟎, 𝟎𝟖 = 𝟔, 𝟑𝟑 лк. 𝟑, 𝟔𝟏 ∙ 𝟏, 𝟒 Учитывая, что в комнате будет располагаться два светильника, расчет освещенности расчетной должен производиться по формуле: EАГ = μ ∙ Fл ∙ (eАГ1 + eАГ2 ), 1000 ∙ k 3 (7.10) где Fл – световой поток лампы; μ – коэффициент, учитывающий освещенность от удаленных светильников и отраженный световой поток от стен, потолка и расчетной поверхности. Произведем расчет: 𝐄АГ = 𝟏 ∙ 𝟏𝟏𝟓𝟎 ∙ (𝟏𝟖𝟓 + 𝟔, 𝟑𝟑) = 𝟏𝟓𝟕 лк. 𝟏𝟎𝟎𝟎 ∙ 𝟏, 𝟒 Предусматривается установка двух светильников. Количество светильников соответствует требованиям нормируемой освещенности помещения согласно СНиП РК 2.04-05-2002* «Естественное и искусственное освещение». 7.3 Электробезопасность Произведем расчет заземляющего устройства предприятия связи, распределяющего электроэнергию напряжением 380/220 В по методике справочника Ю. Г. Барабанина. В качестве элементов заземляющего устройства используем стержень диаметром 16 мм (вертикальные заземлители) и сталь полосовую шириной 40 мм (горизонтальный заземлитель). Тип заземлителя рядный, располагаемый в непосредственной близости от здания на свободной от других сооружений площадке. Приведем исходные данные для выполнения расчета в таблице 7.4. Таблица 7.4 – Исходные данные для выполнения расчета Наименование значения Величина Состав грунта Нормируемое сопротивление растеканию тока, Rh Удельное сопротивление грунта 1 слоя, 𝜌1 Удельное сопротивление грунта 2 слоя, 𝜌2 Мощность первого слоя грунта, Н11 двухслойный 63 4 Ом 120 Ом×м 10 Ом×м 2,2 м Тип вертикального заземлителя Тип горизонтального заземлителя Круглый стержень, d=16 мм Полоса стальная, b=40 мм Продолжение таблицы 7.4 Наименование значения Поправочный коэффициент для вертикального заземлителя (стержень), Кv Поправочный коэффициент для горизонтального заземлителя (полоса), Кv Климатический район Длина вертикального электрода, Lv Расстояние между двумя соседними вертикальными электродами, а Заглубление горизонтального электрода, t Число вертикальных электродов, n Расположение вертикальных электродов Величина 1,1 1,5 IV 3м 3м 0,7 м 4 в ряд Вычисление коэффициентов использования методом аппроксимации. Размещение в ряд (отношение а/Lv=1). Для вертикального электрода произведем расчет по формуле: μv3 = (Nv3 − Nv1) ∙ (ηv2 − ηv1) + μv1 = 0,731, (Nv2 − Nv1) линейной (7.11) где : Nv1=3; Nv2=10; Nv3=4; ηv1=0,76; ηv2=0,56. Для горизонтального электрода произведем расчет по формуле: μv3 = (Ng3 − Ng1) ∙ (ηg2 − ηg1) + ηg1 = 0,77, (Ng2 − Ng1) (7.12) где : Ng1=4; Ng2=10; Ng3=4; ηv1=0,77; ηv2=0,62. Произведем расчет растеканию тока одного вертикального заземлителя. Расчетное удельное сопротивление грунта определяется по формуле: 64 ρekv = ρ1 ∙ ρ2 ∙ Lv = 18,462 Ом ∙ м. [ρ1 ∙ (Lv − H11 + t) + ρ2 ∙ (H11 − t)] (7.13) Заглубление вертикального электрода (расстояние от поверхности земли до середины электрода) определяется выражением: T1 = Lv + t = 2,2 м. 2 (7.14) Рассчитаем сопротивление одиночного вертикального заземлителя: 𝑅𝑣 = 0,366 ∙ 𝜌𝑒𝑘𝑣 2𝐿𝑣 4 ∙ 𝑇1 + 𝐿𝑣 ∙ (𝑙𝑜𝑔 ( ) + 0,5 ∙ 𝑙𝑜𝑔 ( )) = 6,145 Ом. 𝐿𝑣 𝑑 4 ∙ 𝑇1 − 𝐿𝑣 (7.15) Сопротивление растеканию вертикального электрода с учетом экранирования и климатического района определяется по рассчитывается формуле: Rvz = Rv ∙ Kv = 2,312 Ом. n ∙ ηv (7.16) Произведем расчет растеканию тока горизонтального заземлителя. Длина соединительной полосы, с учетом количества вертикальных заземлителей определяется по формуле: Lg = (n − 1) ∙ a = 9 м. (7.17) Сопротивление горизонтального заземлителя: (0,366 ∙ ρekv) 2Lg 2 Rg = ∙ log( ) = 2,078 Ом. Lg b Сопротивление растеканию горизонтального экранирования и климатического района: Rgz = Rg ∙ Kg = 5,276 Ом. ηg электрода (7.18) с учетом (7.19) Итоговое расчетное сопротивление растеканию заземляющего устройства: 65 Rp = Rvz ∙ Rgz = 1,607 Ом. Rvz + Rgz (7.20) Расчетное значение удовлетворяет требованиям ГОСТ 464-79, где допустимое сопротивление должно быть меньше 4 ОМ. Рисунок 7.2 – План расположения элементов заземления Заземление оборудования помещения обеспечивает решение следующих задач: устранение вредных электромагнитных полей согласно «Санитарноэпидемиологическим требованиям к эксплуатации персональных компьютеров, видеотерминалов и условиям работы с ними» (Приказ Министра здравоохранения Республики Казахстан от 28 сентября 2010 года № 767). защиту персонала от поражения электрическим током при повреждении изоляции и замыкании одного из проводов питающей линии на корпус оборудования или от появления на корпусе оборудования опасного для человека потенциала по каким-либо другим причинам; защиту оборудования от помех. 66 7.4 Выводы по разделу безопасность жизнедеятельности Согласно проведенным расчетам условия труда в помещении можно отнести к безопасным условиям труда согласно Руководству «Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса. УТВЕРЖДЕНО Министерством здравоохранения Республики Казахстан». Рег. Номер АДЗ РК №1.04.001.2000 от 31.11.2000 г. Класс труда определен, как второй (второй класс - допустимые условия труда - характеризуются такими уровнями факторов среды и трудового процесса, которые не превышают установленных гигиеническими нормативами для рабочих мест, а возможные изменения функционального состояния организма восстанавливаются во время регламентированного отдыха или к началу следующей смены, и не должны оказывать неблагоприятного воздействия в ближайшем и отдаленном периоде на состояние здоровья работающих и их потомство). Средства индивидуальной и коллективной защиты не требуются. 8 Технико-экономическое обоснование 8.1 Резюме Модернизация радиорелейной линии «Кенкияк – Актобе» производится в первую очередь для замены устаревшего оборудования. Оборудование находится на конечном этапе своего жизненного цикла эксплуатации, который характеризуется появлением большего количества сбоев и сложностями обеспечения работоспособности ввиду отсутствия запасных частей на рынке. Неисправность радиорелейной линии напрямую влияет на обеспечение безопасности работников, работающих на нефтепроводе, так как будет отсутствовать радио и телефонная связь для вызова служб экстренного реагирования и сигналы автоматики, например в случае разлива нефти. Увеличение скорости передачи данных РРЛ позволит обеспечить необходимые технические условия для включения неохваченных подразделении в единую корпоративную систему, обеспечивающую современный уровень управления предприятием, а именно – электронный документооборот, электронная почта, видеоконференцсвязь. Доходная часть проекта будет формироваться путем сдачи в аренду избыточной емкости канала (50 %). Основные показатели проекта: - капитальные вложения: 104 384 388 тенге; - годовые эксплуатационные расходы: 38 701 782 тенге; - чистая приведенная стоимость NPV: 274 800 000 тенге; - индекс рентабельности проекта PI: 3,633; - расчетный показатель IRR: 94,7%; 67 - дисконтированный срок окупаемости проекта: 1,59 года. 8.2 Компания и отрасль Компания АО «КазТрансМунай» является крупнейшим нефтепроводным оператором в Республике Казахстан. Основной деятельностью является оказание услуг по транспортировке нефти, как на внутренний рынок, так и на экспорт. Обеспечение транспортировки нефти по магистральным нефтепроводам осуществляется сформированной инфраструктурой, преимущественно расположенной вдоль нефтепроводов, а именно 37 нефтеперекачивающими станциями, 64 печами для подогрева нефти, резервуарным парком для хранения нефти. Ввиду специфики отрасли прямые конкуренты отсутствуют. Компания включена в регистр субъектов естественных монополий и является собственником самой крупной в РК системы магистральных нефтепроводов. Основными задачами АО «КазТрансМунай», как оператора по магистральному нефтепроводу являются: обеспечение интересов Республики Казахстан и других участников отношений при транспортировке продукции магистральными нефтепроводами на внутренний и внешний рынок; обеспечение инновационного развития системы магистральных нефтепроводов и ее интеграции в мировую энергетическую систему; участие в разработке и выполнении государственных и национальных программ развития нефтегазового сектора в части транспортировки нефти по магистральным нефтепроводам; выработка и внесение на рассмотрение в уполномоченный орган предложений по проектам нормативных правовых актов, направленных на совершенствование законодательства Республики Казахстан о магистральном трубопроводе; участие в разработке проектов нормативной и нормативнотехнической документации в области магистральных нефтепроводов; участие в разработке и реализации международных договоров в области транспортировки нефти по магистральным трубопроводам; участие в работе по реализации международных проектов, направленных на укрепление энергетической безопасности и диверсификацию маршрутов транспортировки нефти. Основными клиентами (грузоотправителями) компании являются нефтедобывающие компании, ведущие свою деятельность на территории РК. 8.3 Описание услуги Модернизированная радиорелейная линии связи «Кенкияк – Актобе» расположена вдоль магистрального нефтепровода «Кенкияк – Орск». Общая протяженность линии составляет 202 километра, предоставляя услуги по 68 передачи данных и организации телефонной связи между девятью технологическими объектами нефтепровода, объединенными восемью пролетами РРЛ. Скорость передачи данных составляет до 320 Мбит/с, конфигурация работы РРЛ выполнена по схеме Ethernet «2+0» и «1+1» TDM. Расположение объектов инфраструктуры напрямую связано с расположением самого нефтепровода, так как все технологические объекты включены в процесс перекачки нефти или же в процесс обеспечения функционирования ключевых элементов системы. В связи с чем, большая часть технологических объектов расположена в удаленных и труднодоступных регионах Республики. Потребность в обеспечении связи возникает по целому ряду причин, которые условно можно разделить на две части: технологическая - включает в себя необходимость в передачи сигналов автоматики для управления элементами нефтепровода (задвижки, насосы и т.п.), передачу информации от систем мониторинга различных автоматизированных систем жизнеобеспечения (дизель-генераторные установки, системы сигнализации), а также передачу голосовых каналов технологической связи; учрежденческо-производственная – обеспечивает функционирование бизнес-процессов, обмен информацией посредством электронной почты, факса, телефонии. Модернизация РРС позволит расширить перечень предоставляемых услуг посредством увеличения пропускной способности линии, что в свою очередь позволит организовать дополнительные услуги такие как: видеоконференцсвязь, электронный документооборот, создание единого информационно-коммуникационного пространства предприятия, открыть доступ к сети Интернет. Дополнительным неоспоримым фактором является потенциальная возможность сдавать в аренду неиспользуемую емкость модернизированной линии, что по предварительным расчетом может составлять от 50 до 70 % от общей емкости проектируемого канала. Положительным эффектом модернизации РРС является: повышение надежности оборудования, внедрение систем электронного делопроизводства и документооборота, использования единого информационного пространства предприятия, а также введение сервисов видеоконференцсвязи между территориально разнесенными объектами компании. Стоимость реализации составит: 104 384 388 тенге. Годовые эксплуатационные расходы: 38 701 782 тенге. 8.4 Анализ рынка сбыта Исключительное местоположение, протяженность радиорелейной линии и большая емкость канала модернизированной линии дает возможность предоставлять услуги по аренде междугородних «прозрачных» каналов. Потенциальными потребителями данной услуги являются компании, 69 задействованные в нефтедобывающей отрасли. В силу технологической зависимости от нефтепровода, расположение таких компаний близко к модернизированной РРЛ. Интерес к аренде каналов могут так же проявить операторы сотовой связи, для которых строительство собственных линий в данном направлении не целесообразно, в том числе: K-Cell, Beeline, Tele-2, Altel. 8.5 Менеджмент Работы по реализации проекта будут проведены компанией подрядчиком на договорной основе по результатам открытого тендера по закупке оборудования и работ по монтажу. Координацию работ со стороны заказчика должен выполнять менеджер, назначенный приказом по компании на период с момента подготовки технического задания до момента ввода модернизированной РРЛ в эксплуатацию. Выбор менеджера производится из числа наиболее квалифицированных сотрудников компании с учетом личного опыта участия в аналогичных проектах. Со стороны компании подрядчика должен быть назначен менеджер, отвечающий за координацию работ со стороны подрядчика, в обязанности которого должны входить функции планирования и контроля плана-графика реализации проекта, а также формирования периодической отчетности заказчику. Проектом предполагается модернизация существующей радиорелейной линии связи. Реализация проекта не потребует внесения изменений в существующий штат работников. Однако, проведение обучения по обслуживанию и конфигурированию нового оборудования должно быть произведено до момента ввода в эксплуатацию. Персонал, вовлеченный в реализацию настоящего проекта (со стороны компании), в случае успешной его реализации, будет премирован согласно действующей политике – суммой эквивалентной размеру до 20% от ежемесячного оклада работника. 8.6 Финансовый план Капитальные вложения модернизации радиорелейной линии включают стоимость приобретения оборудования, стоимость выполнения монтажных работ и транспортных услуг. Капитальные вложения рассчитываются по формуле: K ∑ = K O + K M + K ДМ + K TP + K ПP , где KO – капитальные вложения на приобретение оборудования; KДM – затраты на производство демонтажных работы; 70 (8.1) KM – капительные вложения на монтажные работы; KTP – капитальные вложения на транспортные расходы; KПP – затраты на разработку проектной документации. Общая стоимость приобретения оборудования приведена в таблице 8.1 Таблица 8.1 – Затраты на приобретение оборудования Кол-во, шт. Наименование Скомплектованный Evolution Series 8 ГГц Long Haul Xpand IP Терминал, конфигурация 2+0 Модуль интерфейсов12×E1 SFP Оптический приемопередатчик, 1000BASELX, Одномодовый 1310 nm Модуль сигнализации и контроля, 8 сигнальных входов, 4 релейных выхода, 7 аналоговых входов Модуль EOW (сервисной связи) и 2×64 Кбит/с. Телефонная трубка не включена Сервисная телефонная трубка. Серия InterLink и Evolution Внешний модуль системы Long Haul Split Mount system. До 4-х каналов – требуется 1 шт. (от 5 до 8 каналов требуется 2 шт.) Комплект базового программного обеспечения серии Evolution Кабель электропитания с 2-контактным разъемом, 10 м Коммутационный кабель IFU (внутренний блок)ODU (внешний блок). 2,5 м (разъемы TNC «папа»«мама») Многопарный кабель Е1 со сплошными жилами, 120 Ом. Один конец открытый. Один кабель для 12хЕ1, два для 25хЕ1 Антенна диам. 2,4 м 7,125 – 8,5 ГГц. цвет серый, белый кожух, фланец PDR84 Антенна диам. 0,6 м 7,125 – 8,5 ГГц. цвет серый, белый кожух, фланец PDR84 Лицензия XPAND IP для адаптивной кодовой модуляции. Одна лицензия на ODU (внешний блок)/XCVR (приемопередатчик) Лицензия XPAND IP для управления IP Маршрутизатором. OSPT/RIP/Static Лицензия XPAND IP для функции синхронизации Ethernet Кабель электропитания серии Evolution Long Haul. Для подключения источника питания постоянного тока. 20 м Лицензия NetMaster на сетевой элемент Итого KO 71 Цена за единицу, тенге Стоимость, тенге 16 2 580 000 41 280 000 16 84 000 1 344 000 32 436 000 13 952 000 16 120 560 1 928 960 16 89 420 1 430 720 16 13 500 216 000 16 56 000 896 000 16 99 800 1 596 800 32 3 800 121 600 32 4 200 134 400 16 6 000 96 000 14 680 500 9 527 000 14 189 000 378 000 32 84 000 2 688 000 16 72 000 1 152 000 16 72 000 1 152 000 16 9 600 153 600 16 72 000 1 152 000 79 199 080 Монтаж проектируемого оборудования будет произведен компанией победительницей открытого тендера на поставку и монтаж оборудования. Ориентировочная стоимость составляет 20% от стоимости оборудования. Произведем соответствующие расчеты: K М = K O ∙ 0,2 = 79 199 080 ∙ 0,2 = 15 839 816 тенге. (8.2) Демонтажные работы существующего оборудования, как правило, составляют 20-30% от стоимости монтажных работ нового оборудования. Принимаем стоимость демонтажных работ 20% и произведем расчет: K ДМ = K М ∙ 0,2 = 15 839 816 ∙ 0,2 = 3 167 963 тенге. (8.3) Учитывая размеры устанавливаемых антенн (2,4 м) и протяженность модернизированной лини связи, принимаем капитальные вложения на транспортные расходы равные 7% от стоимости оборудования. Произведем соответствующие расчеты: K TP = K O ∙ 0,07 = 79 199 080 ∙ 0,07 = 5 543 936 тенге. (8.4) Стоимость выполнения разработки рабочего проекта составляет 4 процента от стоимости выполнения строительно-монтажных работ. K ПР = K М ∙ 0,04 = 15 839 816 ∙ 0,04 = 633 593 тенге. (8.5) Итого капитальные вложения на модернизацию радиорелейной линии составят: K ∑ = 79 199 080 + 15 839 816 + 3 167 963 + 5 543 936 + 633 593 = 104 384 388 тенге. 8.7 Расчет доходов С учетом ввода новых сервисов в перечень предоставляемых услуг внутри компании и перспективы их развития в будущем, общий требуемый объем сети передачи данных составит 50 % . Оставшиеся шесть потоков E1, а также канал в 160 Мбит/с могут использоваться для сдачи в аренду. Средний тариф аренды каналов в месяц, в зависимости от объема составляет: - один канал E1 - 35 000 тенге; - один канал с пропускной способностью 2048 Кбит/с – 140 000 тенге; - один канал с пропускной способностью 15 Мбит/с – 600 000 тенге; 72 - один канал с пропускной способностью 30 Мбит/с – 1 120 000 тенге. Большой объем арендуемой емкости подразумевает меньшую стоимость аренды из расчета на единицу пропускной способности канала. Таким образом, определим среднее количество арендуемых каналов с учетом существующего объема как: - 6 каналов E1; - 2 канала с пропускной способностью 30 Мбит/с; - 2 канала с пропускной способностью 15 Мбит/с; - 35 каналов с пропускной способностью 2048 Кбит/с. Доход от деятельности, получаемый компанией за текущий объем реализуемых услуг по вышеупомянутым тарифам в год определяется по формуле: D0 = (q1 ∙ U1 + q2 ∙ U2 + q3 ∙ U3 + q4 ∙ U4 ) ∙ 12, (8.6) где q1 – количество каналов E1; U1 – тариф на аренду канала E1; q2 – количество каналов 30 Мбит/с; U2 – тариф на аренду канала 30 Мбит/с; q3 – количество каналов 15 Мбит/с; U3 – тариф на аренду канала 15 Мбит/с; q4 – количество каналов 2048 Кбит/с; U4 – тариф на аренду канала 2048 Кбит/с. D0 = (6 ∙ 35 000 + 2 ∙ 1 120 000 + 2 ∙ 600 000 + 35 ∙ 140 000) ∙ 12 = 102 600 000 тенге. 8.8 Эксплуатационные расходы Производственная себестоимость или величина годовых эксплуатационных расходов предприятия определяется по формуле: ∑Э = ФОТ + 𝑂𝐶 + Э + 𝐴𝑂 + 𝐻, (8.7) где ФОТ – фонд оплаты труда; ОC – социальный налог, составляет 11% от ФОТ; Э – затраты на электроэнергию; AO – амортизационные отчисления; H – накладные расходы. Годовой фонд отплаты труда принимается из расчета общих затрат на выплату заработной платы всех сотрудников, задействованных на 73 обслуживании РРЛ за двенадцать месяцев, включая дополнительные стимулирующие выплаты в виде премий по формуле: ФОТ = ЗОCН + ЗДОП , (8.8) где ЗОСН – основная заработная плата; ЗДОП – дополнительные выплаты в виде премий. Таблица 8.2 – Заработная плата задействованных работников Инженер связи 4 Месячная заработная плата, тенге 85 000 Старший инженер 1 100 000 Должность Кол-во Годовая заработная плата, тенге 4 080 000 1 200 000 Итого ЗOСН 5 280 000 Дополнительные выплаты составляют 20% от основной заработной платы и рассчитываются по формуле: ЗДОП = ЗОCН ∙ 0,2, (8.9) ЗДОП = 5 280 000 ∙ 0,2 = 1 056 000 тенге. Общий фонд оплаты труда составляет: ФОТ = 5 280 000 + 1 200 000 = 6 480 000 тенге. Расчет отчислений социального налога. В соответствии со статьей 317 налогового кодекса Республики Казахстан социальный налог начисляется по специальной сетке в зависимости от размера начисленного дохода. Ставка составляет 11% и рассчитывается по формуле: ОС = 0,11 ∙ (ФОТ − ПО), (8.10) где ПО – отчисления в пенсионный фонд, равные 10% от ФОТ; ПО = 0,1 ∙ ФОТ = 0,1 ∙ 6 480 000 = 648 000 тенге. ОС = 0,11 ∙ (6 480 000 − 648 000) = 583 200 тенге. Амортизационные отчисления рассчитываются на основе принятой нормы амортизации, которая равна 15% для оборудования связи. 74 Расчет амортизационных отчислений производится по формуле: АО = HA ∙ ∑K, (8.11) где HA – норма амортизационных отчислений; ∑К – стоимость капитальных вложений. АО = 0,15 ∙ 104 384 388 = 15 657 658 тенге. Стоимость затрат на электроэнергию в течение года включают расходы на электроэнергию для проектируемого оборудования и дополнительные нужды: Э = Эоб + Эдоп , (8.12) где Эоб – затраты на электроэнергию для технического оборудования; Эдоп – стоимость затраты на электроэнергию для дополнительных нужд. Затраты на электроэнергию для технологического оборудования за год рассчитываются по формуле: Эоб = W ∙ T ∙ S ∙ 365, (8.13) где W – потребляемая мощность всего оборудования (8 Квт); T – кол-во часов работы за одни сутки; S – тариф за электроэнергию для юр. лиц 1КВт×ч=19,04 тг. 365 – количество дней в году. Эоб = 8 ∙ 24 ∙ 19,04 ∙ 365 = 1 334 323 тенге. Затраты на дополнительные нужды составляют 10% от затрат на электроэнергию для электропитания основного оборудования. Эдоп = Эоб ∙ 0,1 Эдоп = 1 334 323 ∙ 0,1 = 133 432 тенге. Суммарные затраты на электроэнергию: Э = 1 334 323 + 133 432 = 1 467 756 тенге. 75 (8.14) Накладные расходы принимаем равными 75 % от всех затрат и рассчитываются по формуле: Н = 0,75 ∙ (ФОТ + ОС + АО + Э), (8.15) Н = 0,75 ∙ (6 480 000 + 583 200 + 15 657 658 + 1 467 756) = 14 513 168 тенге. Сводные результаты годовых эксплуатационных затрат приведены в таблице 8.3 Таблица 8.3 – Годовые эксплуатационные расходы Наименование Сумма, тенге Фонд оплаты труда 6 480 000 Отчисления на социальные нужды (ОС) 583 200 Амортизационные отчисления (АО) 15 657 658 Затраты на электроэнергию (Э) 1 467 756 Накладные расходы (Н) 14 513 168 Итого 38 701 782 8.9 Расчет показателей экономической эффективности Произведем расчет чистого дохода компании по формуле: П = D0 − Э, (8.16) где D0 – доходы от основной деятельности; Э – эксплуатационные расходы. П = 102 600 000 − 38 701 782 = 63 898 218 тенге, Рассчитаем коэффициент общей капитальных вложений по формуле: E= экономической эффективности П 63 898 218 = = 0,612. ∑К 104 384 388 Срок окупаемости капитальных вложений определим по формуле: 76 (8.17) T= 1 1 = = 1,63 года. E 0,612 (8.18) По аналогии произведем расчет для последующих пяти лет эксплуатации оборудования и для удобства занесем данные в таблицу 8.4. Таблица 8.4 – Показатели доходов (не дисконтированные) Наименование Доходы от реализации услуг, тенге Эксплуатационные расходы, тенге Прибыль, тенге Капитальные вложения, тенге 1 год 2 год 3 год 4 год 5 год 102 600 000 102 600 000 102 600 000 102 600 000 102 600 000 38 701 782 38 701 782 38 701 782 38 701 782 38 701 782 63 898 218 63 898 218 63 898 218 63 898 218 63 898 218 104 384 388 - - - - Для четкого понимания насколько окупятся вложения средств завтрашними выгодами, произведем расчет показателей чистой приведенной стоимости (NPV), Индекса рентабельности инвестиций (PI), внутренней нормы доходности (IRR) и дисконтированного срока окупаемости инвестиций (DPP). С целью проведения расчета чистой текущей стоимости продисконтируем цены к ценам базового периода с использованием ставки дисконтирования, которую принимаем равной 11%. Расчет чистой приведенной стоимости будет рассчитан по формуле: n NPV = ∑ t=1 PVt − Io , (1 + E)t (8.19) где NPV – чистая приведенная стоимость, тенге; PVt – текущая стоимость затрат, тенге; E – ставка дисконтирования; Io – текущая стоимость затрат, тенге. В рамках нашего проекта величина I0 принимаем равной сумме инвестиций на начало проекта. Срок жизни составит 5 лет. Произведем расчет: 5 NPV = ∑ t=1 102 600 000 − 104 384 388 = 274 800 000 тенге. (1 + 0,11)t Полученное значение NPV больше нуля, следовательно проект возместит первоначальные затраты в течение своей экономической жизни. 77 Определим индекс рентабельности проекта, полученного отношением суммарного дисконтируемого дохода к суммарным дисконтируемым затратам по формуле: n PI = ∑ t=1 P ∙ Vt /I = 3,633. (1 + E)t o (8.20) Полученное значение PI больше единицы, следовательно, проект следует принять. Выполним расчет внутренней нормы доходности инвестиций IRR, который представляет собой ту норму дисконта, при которой дисконтированные доходы от проекта равны инвестиционным затратам, то есть значение IRR находится из уравнения 8.21. Расчет значения IRR приведен в таблице 8.5. n ∑ t=1 P ∙ Vt − Io = 0. (1 + E)t (8.21) Таблица 8.5 – Расчет показателя IRR Период 1 год 2 год 3 год 4 год 5 год Исходящие потоки, тыс. тенге 104 384 388 - PV (E=11%), тыс. тенге 92 430 000 83 270 000 75 020 000 67 590 000 60 089 000 NPV (E=11%), тыс. тенге - 11 950 000 71 132 000 146 300 000 213 900 000 274 800 000 PV (E=94,7%), тенге 5 267 000 2 704 000 1 388 000 712 700 365 900 NPV (E=94,7%), тенге - 5 171 000 - 2 467 000 - 1 079 000 - 365 900 0 Расчет показателя IRR произведен методом итерации (перебора) и в нашем случае равен 94,7%. Выполним расчет дисконтированного периода окупаемости DPP. Воспользовавшись данными таблицы 8.5 определяем, что дисконтированный доход в первый год меньше суммы инвестиций в проект. Однако суммарный дисконтированный доход первого и второго года превышает инвестиционные затраты, что говорит о том, что возмещение произойдет во второй год существования проекта. Произведем уточняющий дисконтированного срока окупаемости проекта: DPP = 1 + (1 − PV1 + PV2 − K ) = 1,59 года PV1 + PV2 (8.22) Дисконтированный срок окупаемости проекта составляет 1,59 года или 1 год и 8 месяцев. 78 Заключение В настоящей работе отражены вопросы по модернизации радиорелейной линии связи вдоль нефтепровода на участке Кенкияк – Актобе. В результате модернизации цифровая радиорелейная линия будет построена на базе оборудования Ceragon, что позволило существенно увеличить скорость передачи данных – до 320 Мбит/с, при модуляции 256 QAM и разнесении каналов в 28 МГц на ствол. Благодаря модульной конструкции оборудования появилась возможность использования широкого спектра интерфейсов для будущего расширения предоставляемых услуг передачи данных на каждом из охваченных объектов без необходимости полной замены оборудования. Конфигурация работы РРЛ выполнена по схеме Ethernet «2+0» и «1+1» TDM. Важная информация производственного характера передается посредством TDM канала, работающего в горячем резерве 1+1, который обеспечивает повышенную надежность передачи трафика путем резервирования ключевых элементов системы. Рассчит В разделе «Безопасность жизнедеятельности» рассмотрены вопросы анализа условий труда, произведены расчеты уровня шума, искусственного освещения и защитного заземления. В экономической части проекта разработано технико-экономическое обоснование, представлены расчеты капитальных вложений и ежегодных эксплуатационных расходов. 79 Перечень сокращений АО – Акционерное общество ЛПДС – Линейная производственно-диспетчерская станция РРЛ – Радиорелейная линия РРС – Радиорелейная сеть УС – Узел связи УРС – Узловая радиорелейная станция ОРС – Оконечная радиорелейная станция НПС – Нефтеперекачивающая станция МН – Магистральный нефтепровод ODU – Outdoor unit (внешний блок) IDU – Idoor unit (внутренний блок) ГЭЦТ – Гипотетический эталонный цифровой тракт TDM – Time division multiplexing (мультиплексирование с временным разделением каналов) QAM – Quadrature amplitude modulation (квадратурная амплитудная модуляция) АТС – Автоматическая телефонная станция СКВ – Система кондиционирования воздуха КЕО – Коэффициент естественного освещения NPV – показатель чистой приведенной стоимости PI – индекс рентабельности инвестиций IRR – внутренняя норма доходности DPP – дисконтированный срок окупаемости инвестиций 80 Список литературы 1 Маглицкий Б. Н. Проектирование цифровых радиорелейных линий. Учебное пособие. СиБГУТИ, г. Новосибирск – 2006 г. 2 Конспект лекций по дисциплине «Спутниковые и радиорелейные системы передачи». Клочковская Л. П., Сарженко Л. И. Алматы. АИЭС 2007 г. 3 Маглицкий Б. Н. Низкочастотные цифровые радиорелейные станции. СиБГУТИ. Новосибирск – 2006 г. 4 Радиорелейные и спутниковые системы передачи. Учебник для вузов под редакцией А. С. Немировского. Москва. Радио и связь, 1986 г. 5 Яманов Д. Н. Основы электродинамики и распространения радиоволн. Тексты лекций. Москва. МГТУ ГА, 2005 г. 6 Баскаков С. И. Электродинамика и распространение радиоволн. Учебное пособие для вузов. Москва. 1992 г. 7 Маковеева М. М., Шипаков Ю. С. Системы связи с подвижными объектами: Учебное пособие для ВУЗов. Москва. Радио и связь, 2008 с. 8 Методика расчета трасс аналоговых и цифровых РРЛ прямой видимости. Москва. 2008 – 243 с. 9 Мордухович Л. Г., Степанов А. П. Системы радиосвязи. Курс проектирования: Учебное пособие для ВУЗов. Москва. – 192 с. 10 OptiX RTN 900 система радиорелейной передачи IP нового поколения с разделенной структурой. URL: http://e.huawei.com/ruru/products/fixed-network/transport/ip-microwave/rtn-900#Download_More_ Information (дата обращения 18.05.2015). 11 Технические характеристики NEC Pasolink NEO. URL: http://www.nec.com/en/global/prod/nw/pasolink/products/pasoneo.html. (дата обращения 18.05.2015). 12 Технические характеристики Ceragon evolution long haul URL: http://www.ceragon.com/products-ceragon/lh-trunk/evolution-long-haul. (дата обращения 18.05.2015). 13 Технические спецификация URL: http://www.ericsson.com/res/site_US/docs/2014/connections/Wireless-Fiber_ShowDataSheet.pdf (дата обращения 18.05.2015). 14 «Гигиенические критерии оценки условий труда по показателям вредности и опасности факторов производственной среды, тяжести и напряженности трудового процесса» 15 ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». 16 «Гигиенических нормативах уровней шума на рабочих местах» (УТВЕРЖДЕНЫ: Приказом И.о. Министра здравоохранения Республики Казахстан 24 марта 2005 года № 139. Рег. № 4-1-2/1182/Р от 28.04.2005г. 17 СНиП РК 2.04-05-2002* «Естественное и искусственное освещение». 81 Приложение А Продольный профильный интервал ОРС «ЛПДС Кенкияк» - УРС «26 км МН» Рисунок А.1 - Продольный профильный интервал ОРС «ЛПДС Кенкияк» - УРС «26 км МН» 82 Приложение Б Продольный профильный интервал УРС «26 км МН» - УРС «АВП «Тимир» Рисунок Б.1 - Продольный профильный интервал УРС «26 км МН» - УРС «АВП «Тимир» 83 Приложение В Продольный профильный интервал УРС «АВП «Тимир» - УРС «87 км МН» Рисунок В.1 - Продольный профильный интервал УРС «АВП «Тимир» - УРС «87 км МН» 84 Приложение Г Продольный профильный интервал УРС «87 км МН» - УРС «123 км МН» Рисунок Г.1 - Продольный профильный интервал УРС «87 км МН» - УРС «123 км МН» 85 Приложение Д Продольный профильный интервал УРС «87 км МН» - УРС «123 км МН» Рисунок Д.1 - Продольный профильный интервал УРС «87 км МН» - УРС «123 км МН» 86 Приложение Е Продольный профильный интервал - УРС «123 км МН» - УРС «148 км МН» Рисунок Е.1 - Продольный профильный интервал - УРС «123 км МН» - УРС «148 км МН» 87 Приложение Ж Продольный профильный интервал УРС «148 км МН» - УРС «175 км МН» Рисунок Ж.1 - Продольный профильный интервал УРС «148 км МН» - УРС «175 км МН» 88 Приложение И Продольный профильный интервал УРС «175 км МН» - ОРС «УС Заречный» г. Актобе Рисунок И.1 - Продольный профильный интервал УРС «175 км МН» - ОРС «УС Заречный» г. Актобе 89 Приложение К Расчет РРЛ в программном комплексе Mathсad Расчет интервала РРЛ "ЛПДС Кенкияк-26 км МН" Исходные данные расчета Параметры оборудования РРЛ Параметры интервала РРЛ Протяженность интервала, км: Частота, Гц Радиус Земли, км: Высотные отметки профиля пролета (исходные), м Коэффициент системы (коэфф. усиления системы), дБ ОРС "ЛПДС енкияк" Коэффициент усиления передающей антенны, дБ Коэффициент усиления приемной антенны, дБ К.П.Д. антенно-фидерного тракта, дБ ПРС "26 км МН" Расстояние до препятствия (самая высокая точка на интервале), км Справочные данные для интервала Среднее значение вертикального градиента проницаемости, 1/м для степной полосы Казахстана для степной полосы Казахстана Стандартное отклонение вертикального градиента проницаемости, 1/м Параметр yy (протяженности интервала) для интервала протяженностью 25.1 км Интенсивность осадков, мм/час для Республики Казахстан (зона Е) для частоты 8 ГГц Коэффициенты регрессии Параметр α (изменяется от 0,5 до 1) выбираем принимаем как константу для Республики Казахстан Коэффициент 90 Продолжение приложения К для Республики Казахстан Коэффициеты, учитываюшие региональные эффекты: для Республики Казахстан для Республики Казахстан Построение продольного профиля интервала Максимальная высота препятствия, создаваемая выпукостью земной поверхности (расположена на середине интервала): расчет середины интервала расчет максимальной высоты препятствия, создаваемого выпуклостью земной поверхности расчет линии профиля уровня моря Выбор оптимальных высот подвеса антенн Длина волны: Минимальный радиус зоны Френеля: R0 подставляется в км Построение минимальной зоны Френеля: При длине пролета менше 50 км стандартное отклонение должно определяться по формуле: 1/м Среднее значение изменения просвета за счет рефракции, существующее в иечение 80% времени: длина пролета подставляется в км 91 Продолжение приложения К Высоты подвеса антенн определены проектом: Расчет запаса на замирание Затухание радиоволн в свободном пространстве: Запас на замирание: Расчет времени ухудшения связи из-за дождя, оптимизация пролета Опорное расстояние: Коэффициент уменьшения: Эффективная длина пролета: Удельное затухание в дожде для горизонтальной поляризации: Удельное затухание в дожде для вертикальной поляризации: Выбирается наименьшее значение: Затухание на трассе, превышающее 0,01% времени Вычисление оношения Сравнение 92 Продолжение приложения К Время, в течение которого ослабление сигнала больше, чем запас на замирание: % Расчет времени ухудшения связи, вызванного субрефрацией волн, оптимизация высот подвеса антенн Среднее значение просвета на пролете: Относительный просвет: На чертеже профиля пролета проводим прямую параллельно выбранному радиолучу на расстоянии Δy=H0 от вершины препятствия (самая высокая точка) вниз и находим ширину препятствия rp. Ширина препятствия (задается вручную по чертежу профиля интервала): Относительная длина препятствия: Параметр μ, характеризующий аппроксимирующую среду: Множитель ослабления V0 опред. по значению μ по справочным материалам: Минимальный допустимый множитель ослабления: Значение относительного просвета, прои котором наступает глубокое замирание сигнала, вызванное экранировкой препятствием минимальной зоны Френеля: Параметр А1: Параметр ψ: По справочным материалам определяем параметр TVmin: Если условие TVmin>=0.003 %, то проводится оптимизация высот подвеса антенн: Т. к. условие выполняется, то в оптимизации высот подвеса антенн нет необходимости Примем: Проверка норм на неготовность и окончательный выбор оптмальных высот подвеса антенн Тогда: 93 Продолжение приложения К Норма на неготовность: Относительный просвет: % Должно выполняться условие URdop>TVmin+Tg Среднее значение просвета на пролете: Условие выполняется! Расчет времени ухудшения радиосвязи из-за многолучевого распространения Т. О. определенные ранее высоты подвеса антенн необходимо увеличить на величину Hg1-Hg. Процент времени с вертикальным градиентом рефракции: или 5% Коэффициент, учитывающий влияние климата и рельефа местности: Наклон радиотрассы: м рад. Коэффициент, учитывающий прочие параметры трассы: Процент времени, в течение которого в узкополосных системах не превышается уровень принимаемого сигнала в средний худший месяц: частота подставляется в ГГц Проверка норм на допустимое время ухудшения связи из-за многолучевого распространения Норма на допустимое время ухудшения связи для высшего качества связи: Должно выполняться условие SES>Tint: Условие выполняется! 94
