CC BY
27
УДК 654.165
А.Ю. Филиппов, С. С. Кудрин РАСЧЕТ РАДИОТЕЛЕФОННЫХ СЕТЕЙ ШАХТНЫХ ПОСЕЛКОВ
Семинар № 10
~П сложившихся социально-
-Й-З экологической ситуации, когда большое количество шахт и рудников по всей стране признаются нерентабельными и закрываются, особенно остро встают социальные проблемы. Эти проблемы заключаются главным образом в том, что шахтные поселки со сложившейся инфраструктурой, зависящей только от горного производства, оказываются в трудных условиях. Очевидно, что с точки зрения тя-жеой социально-экологической ситуации эти поселки должны быть оснащены наиболее современным медицинским оборудованием и медикаментами, улучшенными условиями жизнеобеспечения. Однако в действительности из поселков «уходит» медицина, торговля, образование. Единственное что может в какой-то мере поддержать людей вынужденных жить в таких условиях - это связь. Для этого ГУРШ (Государственное предприятие по реструктуризации шахт) разработал программу телефонизации шахтных поселков. Наиболее экономически доступной и эффективной оказываются в этих условиях применение сетей бесЩидасщнтагавдэш^упвентов способом радио доступа в последние годы начал широко применяться во всем мире для решения задач «последней мили» при предоставлении традиционных услуг аналоговой телефонии. Преимущества систем абонентского радио доступа - гибкость, мобильность, быстрота развертывания.
Входными данными для создания проекта радиотелефонной сети являются списки абонентов, предполагаемые места установки базовых станций, карты и планы местности. Выходные документы - списки абонентов (с указанием высоты приемных антенн) и координаты (места), выбранные для установки (БС).
Задача проектирования сетей беспроводного доступа состоит в выборе таких точек на местности для телефонных базовых станций, чтобы весь контингент абонентов находился в прямой видимости. Для выполнения этого требования необходимо, чтобы глубина радио тени минимизировалась и при этом количество приемных антенн и их суммарная высота для затененных абонентов была бы минимальной. Для решения задачи необходимо исследовать местность, составить карту и оцифровать все высоты. Целью решения задачи является нахождение таких координат базовой станции, которые минимизировали бы капиталовложения при развертывании радиотелефонных сетей в шахтных поселках.
Эффективность решения задачи состоит в том, что анализ теневой картины производится исследованием рельефа местности по картографическим данным, оптимизируя выбор местоположение базовой станции с помощью обработки данных на персональном компьютере. Для реализации задачи необходимо создана модель оптимизации изолинии теней.
Рис. 1. Пример построения профиля
Рис. 2. Карта шахтного поселка Технический в изолиниях радио-тени
Для реализации задачи
распределения абонентов по базовым станциям были разработаны следующие програм-мные средства.
1. Программа цифрового представления графической информации для вычислительной обработки географических карт местности.
2. Программа расчета профильных линий (вертикальных разрезов местности проходящих через точку предварительно установленной БС) для построения и оценки условий прохождения радиосигнала от (БС) к абоненту - обработка цифровых представлений карты.
3. Программы вычисления (по профильным линиям) изолиний глубины ра-диотеней для определения высот пользовательских антенн.
4. Программа оптимального распределения абонентов по базовым станциям.
Топография местности представлялась с помощью оцифрованных планов. С помощью задания несколько точек (например, узлов координатной сетки) программа привязывается к топографической основе и автоматически производит пересчет координат любой точки из координат документа в координаты на местности и снабжением точек или линий дополнительными атрибутами, которые отделяют объект. Оцифровка изолиний позволяет создать виртуальный рельеф местности. Кроме этого документ дополняется местами размещения базовых станций, абонентов и зданиями. Далее, производится построение профилей для различных вариантов размещения базовых станций. Выполняется
вычисление координат линии разреза, получаемой в результате пересечения вертикальной плоскости с дневной поверхностью рис. 1. Вертикальная плоскость определяется точками начала и конца прямой, через которую, она проходит.
Далее строится подробные изолинии радиотени и получаем карту поселка в изолиниях радиотени от выбранной базовой станции” (рис. 2). Абоненты вместе со значением глубины тени заносятся в базу данных, для каждого нового варианта размещения базовых станций. Далее, производится распределения абонентов по базовым станциям.
Оптимальным считается такое размещение абонентов по базовым станциям, при котором суммарная высота всех антенн к абонентов минимальна, то есть ^^Хуку = z ^ шт . Условия
j г
закрепления всех абонентов имеет вид -X Xху = п , т. е. один абонент принадле-
j г
жит одной станции ^ ху = 1. В результате
решения задачи линейного программирования получаем оптимальный план размещения базовых станций с наибольшем охватом абонентов.
Описанным способом были спроектированы и развернуты радиотелефонные сети в шахтных поселка в районе города Гремячинск - Южный и Юго-западный и в районе города Кизел - Технический и Скальный.
— Коротко об авторах -------------------------------------------------------------------
Филиппов А.Ю. - инженер, Гипроуглеавтоматизация,
Кубрин С. С. -профессор, доктор технических наук, Московский государственный горный университет.
© В.М. Шек, П.С. Дранишников,
