Лабораторная работа №1. Изучение элементов инструментальной панели.

Кафедра автоматической электросвязи

 

ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ (ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ)

Методические указания к выполнению лабораторных работ

 

(для студентов очной формы обучения специальности 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации)

 

АЛМАТЫ 2006

АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ

КАФЕДРА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

 

 

«УТВЕРЖДАЮ»

Проректор Э.А. Сериков

_____________________________

“____”_________________ 2006 г.

 

ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ (ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ)

Методические указания к выполнению лабораторных работ

 

(для студентов очной формы обучения специальности 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации)

 

Согласовано:	Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры АЭС
Начальник УМО	Протокол №9 “ 22 ”июня 2005 г.
______________О.З. Рутгайзер	Зав. кафедрой «АЭС»
“___” ____________ 2006 г.	________________ А.Д. Джангозин
	“ ___ ” _______________ 2006 г.
Инженер по стандартизации	Составители:
_________________ Н.М. Голева	Старший преподаватель
“___” ____________ 2006 г.	__________________ Б.С. Сахариев
Редактор	Старший преподаватель
_________________ Ж.М. Сыздыкова	__________________ С.С. Сахариева
“___” ____________ 2006 г.	Ассистент
	__________________ А.С.Толегенова
АЛМАТЫ 2006

Методические указания к выполнению лабораторных работ. СОСТАВИТЕЛИ: Б.С. Сахариев, С.С. Сахариева, А.С. Толегенова.

Основы автоматизированного проектирования телекоммуникационных систем (Геоинформационные системы). (для студентов очной формы обучения специальности 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации). — Алматы: АИЭС, 2006 - 27с.

 

Методические указания содержат общие положения по выполнению лабораторных работ. Исходные данные к выполнению заданий выдаются преподавателем в электронном виде. Приводится рекомендуемая литература.

 

Рецензент

 

Печатается по плану издания Алматинского института энергетики и связи на 2006г.

Алматинский институт энергетики и связи, 2006г.

 

Введение

 

Программой курса «Основы автоматизированного проектирования телекоммуникационных систем (Геоинформационные системы)» для студентов по специальности бакалавриата 050719 – Радиотехника, электроника и телекоммуникации предусмотрено выполнение лабораторных работ.

Основной задачей лабораторных работ является:

- закрепление студентами полученных теоретических знаний;

- формирование у студентов «пространственного» мышления для освоения основных понятий геоинформатики, представление информации на электронной карте и способов управления информационными ресурсами через ГИС-интерфейс;

- демонстрирование возможностей современных геоинформационных технологий и разъяснение перспективы их развития;

- приобретение ими практических навыков по применению новых геоинформационных технологий при анализе и синтезе телекоммуникационных сетей.

При решении административных и технических проблем возникает необходимость графического или табличного анализа, выбора альтернативных путей решения и прогнозирования топологического состояния телекоммуникационных сетей на заданный период. Выполнению подобных задач помогают методы создания и анализа геоинформационных систем и электронных карт, которые предлагаются к практическому изучению в ходе выполнения лабораторных работ № 1,2,3.

Лабораторные работы предполагают использование прикладных программ геоинформационного моделирования на персональном компьютере. Полученные навыки дают возможность в дальнейшем реализовать изученные методы создания геоинформационных систем при решении практических задач пространственного моделирования.

 

1 Методика выполнения

 

1.1 Расчет оптимального расположения АТС

Задача выбора оптимального места расположения АТС решается по критерию наименьшей длины сети абонентских линий. В случае нерайонированной сети ГТС, когда в любом случае все вершины графа будут связаны с вершиной-центром, в качестве критерия часто принимают равенство сумм телефонных аппаратов слева и справа от центра, сверху и снизу.

Метод очевиден, хорошо иллюстрируется рисунком 1, на котором изображена абонентская матрица некоторого района с числом телефонов . Телефонным центром можно считать точку , координаты которой при суммировании значений по столбцам матрицы удовлетворяют условию

.

(1)

Суммируя по строкам для координаты , получим

.

(2)

Этот графический метод весьма прост, не требует особого обоснования и может использоваться как вручную, так и на ЭВМ.

В случае задания двух (и более) РАТС, на абонентской матрице задаются координаты предполагаемого размещения новых АТС.

Алгоритм основан на итерационном процессе последовательного формирования привязки элементов абонентской матрицы к тому или иному центру (по минимуму расстояния) и последовательной корректировки координат центра с учетом стоимости критерия.

 

Таблица 1 - Абонентская матрица телефонизируемого района

 

В том случае, когда район телефонизации велик, может быть введен промежуточный блок алгоритма — построить шкафные районы, определить местоположение распределительных шкафов и осуществить их привязку к АТС.

Описанный алгоритм проектирования реализуется тремя лабораторными работами, в процессе выполнения которых будут рассмотрены методики определения оптимального места расположения распределительного шкафа (с учетом и без учета ограничений на качество связи), оптимального районирования, центра телефонной нагрузки. Логическим завершением автоматизации проектирования сети абонентских линий являются работы по экономической оценке эффективности САПР.

 

1.2 Расчет координатной сетки

Полученная координатная сетка будет использована в следующих вычислениях. Сторона одной ячейки (квадрата) разбиения не превышает 300м, что определяется масштабом карты.

 

1.3 Расчет распределения емкости телефонной нагрузки

Результатом вычислений являются координаты АТС в системе построенной матрицы:

 

1.4 Расчет границ шкафных районов

Количество абонентов в каждом из них содержится в диапазоне от 822 до 1135 и не превышает установленное для распределительных шкафов значение 1200.

 

1.5 Расчет оптимального местоположения распределительного шкафа в пределах расчетных границ шкафного района

От места расположения распределительного шкафа (РШ) зависят затраты на прокладку распределительных и магистральных кабелей абонентских линий, которые учитывают стоимость канализации и стоимость самого кабеля. Поскольку границы шкафного района считаем известными, то стоимость канализации не будет существенно меняться при изменении положения РШ, поэтому в качестве критерия может быть принята только стоимость самого распределительного и магистрального кабеля, которая зависит от расстояния от -тых абонентов до точки расположения РШ — и от расстояния , от до АТС, от принятого типа кабеля и распределения абонентов по площади рассматриваемого шкафного района. В этих обозначениях название затрат можно представить следующей суммой

 

(3)

где — стоимость распределительного кабеля, соответственно, от 1,2,..., абонента до места расположения РШ в т. ;

— стоимость магистрального кабеля от до АТС.

Для решения этой задачи воспользуемся методом сетевых графов.

План выделенного шкафного района разбивается на элементарные квадраты со стороной , и внутри каждого подсчитывается количество телефонных аппаратов , , где — количество элементарных квадратов. Каждый квадрат примем за вершину графа. Тогда построенный граф можно охарактеризовать набором весовых значений его вершин и дуг.

Весовые значения его вершин представляют собой количество ТА в элементарных квадратах, а весовые значения дуг — расстояния между вершинами. Весовые значения вершин представлены в виде одномерного множества , а весовые значения дуг — в виде квадратной матрицы расстояний.

.

(4)

Кроме того, задано множество S — расстояния от каждой вершины до АТС

Примем, что от каждой вершины графа до РШ будем прокладывать 10-парный кабель, а от РШ до АТС — 100-парный. Тогда длина кабеля определяется в зависимости от числа ТА

	(5)
	(6)

где — целое число.

 

2 Организация выполнения лабораторных работ

 

2.1 Порядок работы

Для выполнения лабораторных работ академическая группа делится на подгруппы по числу имеющихся в учебном классе ПЭВМ.

Лабораторные работы выполняются в несколько этапов:

а) самостоятельная подготовка студентов к занятиям, включающая в себя ознакомление с методикой и проведение ручного счета лабораторных работ;

б) проверка знаний материала по лабораторным работам преподавателем и допуск студентов к занятию;

в) выполнение работы. Все аналитические расчеты к лабораторным работам выполняются с обязательным использованием ПЭВМ в среде прикладного программного обеспечения «MapInfo» и табличного процессора «MS Excel». Для этого студент открывает растровую электронную карту в окне «Карта MapInfo», векторизует её, и экспортирует в «MS Excel», где выполняет все необходимые расчеты (согласно разделу 1.5);

г) студентом оформляется отчет о работе, включающий все исходные данные, расчеты и анализ результатов по лабораторной работе;

д) защита лабораторной работы.

 

2.2 Оформление лабораторной работы

Отчет о лабораторной работе должен быть сохранён в электронном виде в папке «/Мои документы/Фамилия И.О. (студента)» в формате А4, согласно требованиям фирменного стандарта АИЭС. Страницы отчета по лабораторной работе должны быть пронумерованы и указаны в содержании. Задания следует располагать в порядке, указанном в задании. После этого приводится краткий теоретический материал. Расчетные формулы следует приводить с пояснением входящих в них буквенных обозначений. Следует сохранить блок-схему алгоритма и копии экрана окна «Карта». Оформить требуемые расчеты и схемы и представить в электронном виде (на дискете).

После выполнения лабораторной работы студент обязан оформить ее в виде отчета.

Структура отчета:

- титульный лист (по прилагаемому отчету);

- цель работы;

- краткие сведения из теории;

- таблица с результатами расчетов;

- копии растровых электронных карт;

- результаты графического анализа и выводы по работе;

- список использованной литературы.

 

3 Выполнение лабораторных работ

 

Лабораторная работа №1. Изучение элементов инструментальной панели.

3.1.1 Цель работы:

- детальное ознакомление с элементами управления программы «MapInfo»,

- получение навыков управления инструментальной панелью программы «MapInfo».