CC BY
7Testing is an integral part of the cable life cycle. Life cycle assessment is an important tool for determining the actual service life. In the overall life cycle of XLPE cables, tests to verify the quality of the cable itself include 2U0 hot cycle tests with 50/60 Hz alternating current (AC) or 20-300 Hz alternating current (ACRF) or alternating current ultra-low frequency 0.01-1 Hz (VLF), measurement of the tangent of dielectric loss angle tg 6 and partial discharges of PD at (1.75-1.5)U0 [3].
In recent years, there has been a tendency to decrease the level of the test voltage and decrease the frequency with a simultaneous increase in the duration of tests and their saturation with diagnostic procedures to reduce the destructive effect of test voltages on insulation [1-3].
Analysis of the data obtained during the tests allows you to assess the life cycle of the cable. These are laboratory tests for accelerated aging, and tests of cables obsolete during operation. Dow Electrical & Telecommunication (DowE&T) has conducted comparative tests to maintain the electrical strength of XLPE insulated medium voltage cables and ethylene-propylene rubber-insulated cables, laid underground and operated for 17 years. The results of these field and laboratory tests for accelerated aging in a humid environment have shown that cables with XLPE insulated insulation can last at least 40 years.
Comparing the test results of cable materials for aging can be one of the reliable factors in assessing the life cycle of a cable product. Such tests prove that high-quality materials manufactured in accordance with the standards ensure long-term preservation of the performance of cables and, as a result, the entire power system.
Conclusions: The undoubted advantages of cables with XLPE insulation in comparison with cables with impregnated paper insulation are considered. Such cables are more reliable in operation. Reliability is determined by technological and design features, the absence of defects, manufacturing technology and operating conditions. Tests are an integral part of cable life cycle. Life cycle assessment is an important tool for determining the actual service life. Analysis of the data obtained during the tests allows you to assess the life cycle of the cable.
References
1. IEC 60840 - Ed.3.0. Power cables with extruded insulation and their accessories for rated Voltages above 30 kV (Um = 36 kV) up to150 kV (Um = 170 kV) - Test methods and requirements. - 2004.
2. СHГРЭ № 303 «Revision of qualification procedures for high voltage and extra high voltage AC extruded underground cable systems». - 2006.
3. S.C. Moh, "Very low frequency testing-its effectiveness in detecting hidden defects in cables, 17th international conference on electricity distribution, Cired, Barcelona, 2003.
4. Distribution of the temperature in the power undersea cables. Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, 2010. CEIDP '4. IEEE Conference. 01-03 Mar. 2010. p. 119 - 121.
5. Larina Je.T. Silovye kabeli i vysokovol'tnye kabel'nye linii. [Power cables and high voltage cable lines] Moscow, Energoatomizdat Publ., 1996. 464 p.
6. Karpushenko V.P., Shhebenjuk L.A., An-tonec' Ju.A., Naumenko O.A. Silovi kabeli niz'koi' ta seredn'oi' naprugi. [Low and medium voltage power cables] Kharkiv, Region-inform Publ.,2000. 376 p.
МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТОПОЛОГ1Й МЕРЕЖ УА№Т
Виштвський В.В.
Державний унгверситет телекомунгкацш, завгдувач кафедри комп'ютерних наук, д.т.н., професор,
м. Кшв, Украша Зшченко О.В.
Державний унгверситет телекомунгкацт, завгдувач кафедри штучного ттелекту, к.т.н., доцент,
м. Кшв, Украша Березовська Ю.В.
Державний унгверситет телекомунгкацш, аспгрант, м. Кшв, Украша
Березiвський М.Ю.
Державний унгверситет телекомунгкацш, аспгрант, м. Кшв, Украша
MATHEMATICAL MODELING OF VANET NETWORK TOPOLOGIES
Vyshnivskyi V.
State University of Telecommunications, Head of Department of Computer Science, Doctor of Technical
Sciences, Professor, Kyiv, Ukraine Zinchenko O.
State University of Telecommunications, Head of Department of Artificial Intelligence, candidate of science
(technic), associate professor, Kyiv, Ukraine
Berezovska Yu.
State University of Telecommunications, postgraduate student, Kyiv, Ukraine
Berezivskyi M. Y.
State University of Telecommunications, postgraduate student, Kyiv, Ukraine
Анотащя
У данш робот розроблеш математичш моделi для мереж автомобшьного транспорту (VANET), а та-кож сформульованi 0CH0BHi параметры мереж1, що впливають на и поведшку i продуктивнiсть.
Топологiя е одшею з основных характеристик мереж VANET. Ввд того, як пов'язанi мiж собою при-стро! (автомобiлi мiж собою i автомобiлi з придорожньою iнфраструктурою), безпосередньо залежать всi параметри роботи мереж1, в тому чи^ як1сть обслуговування. Для моделювання топологи мереж1 VANET розроблена модель вузла i модель каналу. У свою чергу модель вузла дiлиться на модель пристрою i модель стану пристрою, а модель каналу на модель радю покриття i модель стану каналу.
Розроблена модель топологи дозволяе моделювати структуру розглянутих мереж, яка постiйно змь нюеться.
Abstract
In this work, mathematical models for road transport networks (VANET) are developed, and the main parameters of the network that affect its behavior and performance are formulated.
Topology is one of the main characteristics of VANETs. All the parameters of the network operation, including the quality of service, directly depend on how the devices are interconnected (cars between themselves and cars with roadside infrastructure). To model the VANET network topology, a node model and a channel model have been developed. In turn, the node model is divided into a device model and a device state model, and a channel model into a radio coverage model and a channel state model.
The developed topology model allows simulating the constantly changing structure of the networks under consideration.
Ключовi слова: VANET, топологи мереж, параметри мереж, стан каналу, 1нтелектуальш Транспортш Системи.
Keywords: VANET, network topologies, network parameters, link state, Intelligent Transport Systems.
Вступ. На початку XXI столптя, в рамках концепций 1нтернету Речей (IoT) зародився новий на-прямок розвитку, метою якого стало створення ш-фокомушкацшно! структури, яка дозволила б за-безпечити учаснишв дорожнього руху не тшьки iнформацieю, пов'язаною з безпекою, але i додатко-вими видами шформацшних послуг. Даний напря-мок отримав назву Iнтелектуальнi Транспортнi Системи (1ТС). Одним з найважливших компонентiв 1ТС, якi вiдповiдають за формування мережево! структури, е автомобшьш мережi VANET (Vehicular Ad Hoc Networks).
Специфжа даного класу мереж, обумовлена високою динамшою змiни !х складу i структури, привела до формування велико! кшькосл науково-дослщних завдань.
Для вирiшення цих завдань необхадно в бшь-шостi випадшв мати математичну модель мережi автомоб№ного транспорту. Вирiшенню цього за-вдання присвячена ця стаття.
Наукове завдання. У данш робот розгляда-ються питання розроблення математичних моделей топологii мереж автомобiльного транспорту (VANET). Тополот е однiею з основних характеристик мереж VANET. Ввд того, як пов'язаш мiж собою пристро! (автомобiлi мiж собою i автомобiлi з придорожньою шфраструктурою), безпосередньо залежать всi параметри роботи мереж^ в тому числi i якiсть обслуговування.
Сформульованi основнi параметри мережу що впливають на ii поведiнку i продуктивнiсть.
Для моделювання топологи мережi VANET розроблена модель вузла i модель каналу. У свою чергу модель вузла даться на модель пристрою i модель стану пристрою, а модель каналу на модель радю покриття i модель стану каналу.
Розроблена модель топологи дозволяе моделювати структуру розглянутих мереж, яка постшно змiнюеться.
Виклад основного матерiалу.
Сучасний рiвень розвитку технологiй бездро-тово! передачi даних дозволяе користуватися сучас-ними сервiсами практично з будь-яко! точки пла-нети. Одним з варiантiв реалiзацii подiбних техно-логiй стало !х впровадження в контроль i управлiння автомобiльним транспортом i створення мереж автомобшьного транспорту VANET [1].
Мережi VANET вiдрiзняеться вiд iнших безд-ротових мереж наступними особливостями [2]:
1) Динамiчна тополопя: в VANET вузли руха-ються з порiвняно високою швидшстю, можуть змь нювати напрямок руху непередбачуваним чином, в результата чого топологiя мережi часто змiнюеться.
2) Нерiвномiрнiсть щiльностi вузлiв: як правило, щшьшсть розташування транспортних засо-бiв на трасi нерiвномiрна, залежить i вiд часу, i вiд мiсцевостi.
3) Обмеження руху: можна вважати, що рух ав-томобiлiв обмежений трасами i прилеглою до них терш^ею.
4) Наявшсть перешкод (будiвель, споруд тощо): в VANET рух вузлiв здiйснюеться по про!ж-джiй частинi дороги, яка, як правило, оточена доро-жньою iнфраструктурою та рiзного виду будiв-лями, що створюе перешкоду для поширення радiо-хвиль.
5) Вiдсутнiсть единого центру управлшня та контролю над тополопею: VANET е децентралiзо-ваними мережами, що об'еднують вузли на великих територiях. При цьому неможливо видiлити единий центр (базову станщю), за допомогою яко! можна було б оргашзувати i пiдтримувати топологш.
6) Нерiвномiрнiсть комунiкацiйного трафiку i проблеми забезпечення якостi обслуговування i безпеки: оскiльки транспортний потiк нерiвномiр-ний, обсяги передано! iнформацii також можуть змшюватися з плином часу. Сучасш мультимедiйнi
додатки, можуть викликати вiдмову мереж1 в об-слуговуваннi. При цьому рiзнi додатки мають рiзнi вимоги до якосп обслуговування.
Робота мереж1 VANET повнiстю залежить ввд:
- Поведшки кожного окремого пристрою (ав-томобiля).
- Положення кожного пристрою (автомобшя) в просторi.
- Перюдичносп появи подiй, на якi мережа повинна реагувати.
Кожен вузол мереж! VANET являе собою вiд-носно складний електронний прилад, встановлений або на автомобш, або е частиною придорожньо! ш-фраструктури. Для управлiння окремим вузлом без-дротово! мереж1 використовуеться спецiалiзоване програмне забезпечення.
Модель топологи мережI КЛЫЕТ. Тополопя е однiею з основних характеристик мереж VANET. Вщ того, як пов'язанi мiж собою пристро!, i як вони можуть взаемодiяти, безпосередньо залежать всi параметри роботи мереж1, в тому чи^ як1сть обслуговування. Для моделювання топологи мереж1 VANET розроблена модель вузла i модель каналу. У свою чергу модель вузла дшиться на модель пристрою i модель стану пристрою, а модель каналу на модель радюпокриття i модель стану каналу.
Розглянемо даш моделi.
Модель пристрою. Кожен окремо взятий вузол будемо вважати точкою простору.
Таким чином йому буде вщповщати наступний набiр характеристик:
- (х, у) - просторовi координати.
- АР - прапор активности
Для спрощення будемо вважати, що розгля-нута система мае обмеження в просторi:
1x1 < Г.1,1у1 < г2 (1)
В процеа моделювання координатам ввдповь дають випадковi величини, що мають рiвномiрний розподiл i задовольняють (1).
Модель радгопокриття. Для передачi даних бездротовi пристро! як правило використовують електромагнггш радiохвилi. Поширення радiохвиль в вакуумi описуеться наступним чином [3]:
X.
PR(d) =
(4nd)2L
(2)
де Рц (й) — потужнiсть прийнятого сигналу, d - ввдстань м1ж передавачем i приймачем, СТ — коефщент ефективностi антени переда-
вача,
Ск — коефщент ефективностi антени прий-мача,
X - довжина хвилi, L - коефiцiент втрати.
Будемо враховувати, що середовище передачi може бути неоднорщним. Пiд впливом такого сере-довища виникають неоднорiдностi iнтенсивностi сигналу. Таким чином, модель штенсивносп радю-сигналу буде виглядати наступним чином:
Сйв(Д) = Сав(й0) + Хав (3) де Сав(й>) - вщносна iнтенсивнiсть радiосиг-налу,
^ав(^о) — ввдносна iнтенсивнiсть радюсиг-налу для випадку поширення радiохвиль в вакуум^
ав — випадкова величина, отримана за допо-могою розподiлу Гаусса з ц= 0 та 5ав - коефiцiент загасання для конкретного середовища.
Таким чином, тополопя мереж! VANET залежить вщ безлiчi факторiв навколишнього середо-вища: наявностi перешкод на шляху радюхвиль, характеру i форм таких перешкод, коефщента зага-сання для середовища передачi i багато шших [4]. У зв'язку з цим була прийнята спрощена модель радюпокриття.
Будемо вважати, що мiж вузлами бп i бП2 з координатами {х1,у1) i (х2,у2) iснуе прямий зв'язок в тому i тiльки в тому випадку, якщо вiдстань м1ж ними менша значення d - вiдстанi ди передавача. Таким чином, загальна модель мереж1 виглядае на-ступним чином:
G = ^^ — зв'язний неорiентований граф зi зваженими ребрами.
S - безлiч пристро!в мереж1 VANET, вони представлен вершинами графа.
Е - безлiч каналiв зв'язку, представленi ребрами графа.
B 6 Б- базова станцiя.
Ваги ребер графа представляють метрики вщ-поввдних каналiв. Як правило, метрики визнача-ються налаштуваннями пристро!в i лопкою роботи мережевих протокол1в. З ще! причини правила при-значення ваг в модел1 топологи не розглядаються.
Прийнята загальна модель топологи дозволяе не враховувати просторовi координати вузлiв. Це дозволяе в якостi основного шструменту моделювання розглянутих мереж використовувати теорш графiв.
Модель стану пристрою. Кожен вузол мереж! УАКБТ - автономно обчислювальний пристрiй. Шд впливом зовнiшнiх факторiв, внутрiшнiх помилок, напрямку i швидкостi руху вузол може в будь-який момент втратити працездатшсть, що в свою чергу може вплинути на роботу вае! мереж1. Наприклад, можливi втрати пакепв, як1 перебувають у черзi на ввдправку.
Для моделювання топологи мереж! в кожний момент часу, необхвдно моделювати час "життя" кожного пристрою.
Для моделювання часу роботи до ввдмови тех-нiчних пристро!в можуть використовуватися екс-поненцiальний розподiл, усiчений нормальний роз-подiл, розподiл Релея, розподiл Вейбулла, трикут-ний розподiл або сума (суперпозищя) розподiлiв.
Однак найчастiше застосовуеться експоненщ-альний (показовий) розподiл, так як вш е типовим для складних об'ектiв, що складаються з багатьох елементiв з рiзними розподшами напрацювання до ввдмови [5].
Визначимо час «життя» автономного пристрою VANET мереж1 за допомогою експоненща-льного розподiлу з щiльнiстю
ff Л [Хе-Хх ,х>0 f(x) = i 0,х < О
(4)
В цьому випадку -- середня тривалiсть
X
«життя» пристрою.
PjGJG^Ä
Модель стану каналу. Помилки на канат зали-шаються суттевим фактором, що впливае на ефек-тивнiсть роботи каналу зв'язку. Це ввдбуваеться через рiзнi перешкоди. Велика частина перешкод вщ-сшеться при видiленнi корисного цифрового сигналу з несучою.
Iмовiрнiсть виникнення помилки визначаеться як величина BER (Bit Error Rate). Ця величина об-числюеться як ввдношення кiлькостi помилкових бiтiв до загально! кiлькостi переданих бiтiв.
Пiд впливом перешкод i зовнiшнiх чинник1в зв'язок м1ж пристроями може бути тимчасово втра-чений, що е критичним для забезпечення безпеки руху. В цьому випадку можна вважати, що канал зв'язку м1ж пристроями повшстю вiдсутнiй. Для моделювання стану каналу була використана проста Марковська модель з двома станами.
Втрата зв'язку мiж пристроями, також як i його вiдновлення, може ввдбуватися пвд впливом безлiчi чинник1в. Таким чином, ввдмова каналу радюзв'я-зку будемо розглядати як ввдмову складно! сис-теми, компонентами яко! е як радiопередаючi за-соби пристрою, так i природнi елементи середо-вища передачi даних (перешкоди, неоднорiдностi середовища, джерела перешкод i т.п.). Час безвщ-мовно! роботи в такому випадку буде тдпорядко-вуватися експоненщального розподiлу [5].
Таким чином, будемо вважати, що тривалють ON i OFF перiодiв шдпорядковуються закону експоненщального розподшу (4) iз середньою триваль стю - наявностi або ввдсутносп радiоканалу.
Висновки. У данш po6oTi розробленi математи-4Hi моделi топологй' мереж автомобiльного транспорту, а також сформульоваш ochobhî параметри мереж1, що впливають на ïï поведiнку i продуктив-нiсть.
Розроблена модель топологи дозволяе моде-лювати структуру розглянутих мереж, яка постшно змiнюеться.
У наступних роботах запропоноваш математи-4Hi модел1 будуть використаш для iмiтацiйного мо-делювання мереж автомобшьного транспорту (VANET).
Список лггератури
1. Клименко B.C., Обзор беспроводных транспортных сетей VANET // Современные инновации № 5(27) 2018, стр. 16-20
2. Кучерявый Е.А., Винель А.В., Ярцев С.В. Особенности развития и текущие проблемы автомобильных беспроводных сетей VANET // Электросвязь, 2009. № 1. С. 24-28.
3. Никольский В .В. Электродинамика и распространение радиоволн / В .В. Никольский, Т.И. Никольская/ - М.: Наука, 1989. - 543 с.
4. Маковеева М.М. Системы связи с подвижными объектами / М.М. Маковеева, Ю.С. Шинаков.
- М.: Радио и связь, 2002. - 440 с.
5. Дружинин Г.В. Надежность автоматизированных систем / Г.В. Дружинин - М.: Энергия, 1977.
- 536 с.
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА РИСКОВ ТЕХНОЛОГИЙ ДОСМОТРА АВИАГРУЗА ВНЕ АЭРОПОРТА И В АЭРОПОРТУ В РАМКАХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТРЕБОВАНИЙ ПО АВИАЦИОННОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ
Мусин С.М.
доктор технических наук, профессор ФГУП ГосНИИ ГА, Москва, РФ
Лаврентьев О.Ю. ФГУП ГосНИИ ГА, Москва, РФ
COMPARATIVE ESTIMATION OF RISKS OF TECHNOLOGIES OF EXAMINATION OF THE AIR FREIGHT OUT OF THE AIRPORT AND AT THE AIRPORT WITHIN THE LIMITS OF MAINTENANCE OF REQUIREMENTS ON AVIATION SAFETY
Musin S.
Dr.Sci.Tech., the professor FGUP GosNII of HECTARE, Moscow, the Russian Federation
Lavrentev O.
FGUP GosNII of HECTARE, Moscow, the Russian Federation
Аннотация
В данной статье, в качестве актуального направления по совершенствованию мер авиационной безопасности, ранее не использовавшегося в гражданской авиации Российской Федерации, авторами предлагается применять технологию досмотра груза, перевозимого воздушными судами гражданской авиации (авиагруза), на стадиях его производства, пакетирования, паллетирования и контейнирования до его доставки в аэропорт.
Abstract
In given article, as an actual direction on perfection of measures of the aviation safety, earlier not used in civil aircraft of the Russian Federation, authors is offered to apply technology of examination of the cargo transported
