СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ О РЕЖИМАХ РАБОТЫ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.16, кандидат наук Ле Суан Фу

• Ле Суан Фу
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Ле Суан Фу

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

1.1 Функциональная блок-схема ИИС регистрации аварийных режимов

1.2 Системы передачи информации

1.2.1 Проводные системы связи

1.2.2 Беспроводные системы связи

Выводы по главе

Глава 2. ТЕОРИЯ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ВЫБОРЕ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В ИИС РЕГИСТРАЦИИ АВАРИЙ

2.1 Метод анализа иерархий для решения многокритериальных задач

2.2 Метод расстановки приоритетов

2.3 Методика повышения согласованности матриц парных сравнений

2.4 Выбор оптимальной системы передачи информации в электроэнергетике

2.5 Автоматизированная система выбора метода передачи информации в электроэнергетике

Выводы по главе

Глава 3. АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕДАЧИ И ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ В СОТОВОЙ СВЯЗИ

3.1 Структура ячейки и кластер

3.1. 1 Размер кластера и пропускной способности системы

3.1.2 Способ определения местоположения со-канальной ячейки

3.1.3 Расстояние повторного использования частоты

3.1.4 Со-канальная помеха и качество сигнала

3.2 Блок-схема преобразования и передачи информации

3.3 Помехоустойчивость и помехозащищённость С£М-каналов

3.4 Скорость передачи данных и пропускная способность 08М-канала

3.5 Оценка количества информации об аварийных режимах

3.6 Особенность распространения радиоволн

3.7 Анализ потерь радиосигнала сотовой связи

3.8 Модели потерь при распространении радиосигнала

3.8.1 Модель Хата

3.8.2 Модель COST-231-Хата

3.8.3 Модель Ли

3

3.8.4 Модель Д. Бертони-Уолфиш

3.9 Автоматизированная система для анализа потерь радиосигнала

Выводы по главе

Глава 4. АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ

4.1 Надежность устройств распознавания аварийных режимов

4.1.1 Анализ блок-схемы системы распознавания

4.1.2 Построение дерева отказов

4.1.3 Оценка дерева отказов

4.2 Качество сети передачи данных в сотовой связи

4.3 Оценка надежности передачи данных связи

4.4 Экспериментальное определение показателей надежности передачи данных

4.4.1 Экспериментальная установка для определения надежности передачи данных

4.4.2 Алгоритм программы экспериментальной установки

4.5 Надежность обеспечения требуемой зоны покрытия

Выводы по главу

Глава 5. МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

5.1 Геоинформационный метод проектирования топологических схем передачи информации

5.2. Методика определения места установки антенны

5.2.1 Условие прямой видимости

5.2.2 Зависимости потерь сигнала от расстояния

5.2.3 Зависимости потерь сигнала от высоты антенны

5.3. Экспериментальное исследование затухания сигнала сотовой связи

5.4 Электромагнитные помехи от ЛЭП

Выводы по главу

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ О РЕЖИМАХ РАБОТЫ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Одной из основных технических систем, обеспечивающих жизнедеятельность человека на земле, является энергетика и поэтому к ее надежности предъявляются высокие требования. Основным элементом энергетики являются воздушные линии электропередачи, которые осуществляют передачу энергии ко всем районам страны.

Из анализа надежности энергетических систем следует, что самыми ненадежными элементами энергосистем являются воздушные линии электропередачи (ЛЭП). Причины низкой надежности высоковольтных линий электропередачи это повреждения проводов, вызванные различными причинами. Эти повреждения приводят к обесточиванию больших территорий с жилыми массивами, промышленными предприятиями и т.д. Поэтому оперативное обнаружение места повреждения ЛЭП и его устранение позволяет повысить надежность ЛЭП. В России ликвидация аварийных режимов затруднена из-за большой протяженности ЛЭП и бездорожья, особенно в осеннее и зимнее время. Таким образом, разработка методов и средств обнаружения повреждений ЛЭП является весьма актуальной задачей.

Во многих странах мира и в России ведутся активные работы по внедрению интеллектуальных электрических сетей, представляющих собой комплекс технических средств, которые в автоматическом режиме выявляют наиболее слабые и аварийно опасные участки сети, а затем изменяют схему сети в целях предотвращения аварии. Основу создания интеллектуальных сетей составляют информационно-измерительные системы, позволяющие регистрировать аварийные режимы системы и осуществлять передачу информации о координатах места и видах аварии.

В настоящее время разработано большое число приборов для

определения мест повреждения, которые можно разделить на две основные

группы: дистанционные и топографические приборы. Дистанционные

приборы не обеспечивают необходимой точности контроля аварийных

5

режимов. Топографические приборы обеспечивают необходимую точность контроля, но они более трудоемкие. В связи с развитием современных систем телекоммуникаций топографические методы все более широко применяются. Для распознавания аварийных режимов воздушных линий электропередачи разработана информационно-измерительная система, в которой, как и в других системах, задача передачи информации решена на концептуальном уровне. Поэтому для повышения надежности передачи информации необходимо проведение исследований систем передачи информации в энергетике. В настоящее время в различных распределенных информационно-измерительных системах используются беспроводные радиотехнические способы передачи информации. Наибольшее распространение получили системы сотовой связи. Однако система контроля аварийных режимов располагается в непосредственной близости к воздушной линии на радиосигнал оказывают влияние электромагнитные помехи от сети. На сигнал влияют также многие факторы, такие как погода, препятствия, холмы, леса, и т.д. При передаче информации с помощью сотовой связи возникают некоторые проблемы, обусловленные физическими процессами. Таким образом, тема диссертации, посвященная анализу и проектированию систем передачи информации, является весьма актуальной.

Степень разработанности темы исследования. Одной из основных проблем в энергетике является разработка информационно-измерительных систем для определения вида и места вида аварии воздушных линий электропередач (ВЛЭП) и передачи информации на диспетчерский пункт. Значительный вклад в решение данной проблемы сделали отечественные ученые и инженеры Шалыт Г.М., Айзенфельд А.И., Арцишевский Я.Л., Угаров Г.Г., Кузнецов А.П., Минуллин Р.Г., Конюхова Е.А., Киреева Э.А., Дьяков А.Ф., Левченко И.И., Murari Mohan Saha, Qi Huang и другие.

Объектом исследования является ВЛЭП 6-35 кВ и системы определения вида и мест повреждений ВЛЭП и передачи информации на диспетчерский пункт.

Предметом исследования является система передачи информации об аварийных режимах воздушных линий электропередач (ВЛЭП).

Цель работы - разработка беспроводной система передачи информации об аварийных режимах воздушных линий электропередач (ВЛЭП) и методики выбора опор и координат установки на них измерительных преобразователей с антеннами, позволяющих передавать информацию с максимально возможной надежностью.

Задачи исследования:

1. Провести анализ существующих систем передачи информации об аварийных режимах воздушных линий электропередач (ВЛЭП) и сформулировать задачи дальнейших исследований, необходимых для разработки системы.

2. Провести анализ процессов преобразования и распространения сигналов в выбранной на основе анализа беспроводной системе передачи информации.

3. Разработать методики выбора опор линий электропередач и координат установки на них измерительных преобразователей с антеннами, позволяющих передавать информацию с максимально возможной надежностью.

4. Разработать экспериментальную установку для исследования потерь радиосигнала в зоне воздушных линий электропередач (ВЛЭП), позволяющую корректировать результаты теоретических расчетов.

Методы и средства исследований.

При выполнении исследований и решении поставленных в работе задач использовались методы математического и физического моделирования, теории электромагнитного поля, электротехники, электроники, радиофизики, теории вероятностей и математической статистики.

Достоверность результатов исследования основана на корректных теоретических построениях и строгих математических выводах,

подтверждена результатами экспериментальных исследований.

7

Внедрение результатов работы. Основные результаты работы используются в учебном процессе Волгоградского государственного технического университета.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Многокритериальный морфологический метод анализа существующих систем передачи информации и синтеза системы по заданным критериям для передачи информации в электроэнергетике.

2. Результаты анализа процессов преобразования и потерь при распространении сигналов сотовой связи в системе передачи информации об аварийных режимах воздушных линий электропередач.

3. Теоретические и экспериментальные методы оценки надежности передачи информации об аварийных режимах в системе сотовой связи.

4. Методика выбора опор линий электропередач и координат установки на них измерительных преобразователей с антеннами, позволяющих передавать информацию с максимально возможной надежностью.

Научная новизна работы.

1. Предложен многокритериальный метод анализа и синтеза системы передачи информации в электроэнергетике по заданным критериям, который дважды использует операцию парных сравнений: при расстановке приоритетов критериев и приоритетов вариантов технических решений по каждому критерию и тем самым уменьшает влияние субъективного фактора при проектировании системы.

2. Проведен анализ процессов преобразования и потерь при распространении сигналов сотовой связи в системе передачи информации об аварийных режимах воздушных линий электропередач, позволяющий обоснованно проектировать топологическую схему системы и выбирать ее элементный состав.

3. Разработаны теоретические и экспериментальные методы оценки надежности передачи информации об аварийных режимах в информационно -

измерительной системе, позволяющие обоснованно выбирать параметры системы.

Практическая ценность работы

1. Разработана методика выбора опор линий электропередач и координат установки на них измерительных преобразователей с антеннами, позволяющих передавать информацию с максимально возможной надежностью.

2. Разработан программно-аппаратный комплекс для оценки качества передачи информации об аварийных режимах по сотовой связи, который может быть так же широко использован для оценки качества услуг.

3. Разработана лабораторная установка для исследования потерь радиосигнала в зоне воздушных линий электропередач (ВЛЭП) и мероприятий по повышению уровня сигналов.

Соответствие паспорту специальности.

Указанная область исследования соответствует паспорту специальности 05.11.16 - «Информационно-измерительные и управляющие системы», а именно: пункту 1 - «Научное обоснование перспективных информационно-измерительных и управляющих систем, систем их контроля, испытаний и метрологического обеспечения, повышения эффективности существующих систем» и пункту 4 - «Методы и системы программного и информационного обеспечения процессов отработки и испытаний образцов информационно -измерительных и управляющих систем».

Апробация результатов. Основные положения и материалы осуждались на следующих научных конференциях: Внутривузовской научной конференции ВолгГТУ (Волгоград, 2014, 2015), ХУШ - XIX региональной конференции молодых исследователей Волгоградской области (Волгоград, 2013, 2014), Межрегиональной научно-практической конференции (г. Волжский, сентября 2013 г.), межвузовской научной конференции «Повышение надёжности и энергоэффективности

электротехнических систем и комплексов» (Уфимский государственный

9

нефтяной технический университет, Уфа, 2014), XI международной научно-практической конференции (г. Сочи, 1-10 окт. 2014 г.).

Личный вклад автора. Автор принимал непосредственное и основное участие в разработке методов определения координат установки датчиков [29, 30, 80], разработке системы ИИС [29 - 37, 80], алгоритм идентификации режимов [31], экспериментальный стенд [32], анализ потерь радиосигнала [48].

Публикации. По материалам выполненных исследований опубликовано 11 работ, из которых 6 статьей в журналах по списку ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пятых глав, заключения, списка литературы. Работа изложена на 150 страницах основного текста, содержит 72 рисунков, 31 таблици, 81 библиографических наименований.

1.1 Функциональная блок-схема ИИС регистрации аварийных режимов

Для регистрации аварийных режимов воздушных линий электропередачи была разработана ИИС [1,2,3], которая представлена на рисунке 1. Система содержит блок первичной обработки информации, в состав которого входят датчики двух величин: напряженности электрической поля Е и индукции магнитного поля В. Датчики электрического поля представляют собой конденсаторы емкостью С, а датчики магнитного поля представляют собой катушки индуктивности с ферромагнитным сердечником. При монтаже системы конденсаторы устанавливаются таким образом, чтобы обкладки конденсатора были перпендикулярны вектору напряженности Е, а ось катушки совпадала с вектором индукции В. Датчики 1 и 2, регистрируют суммарную напряженность электрического поля Е, создаваемую всеми проводами линии. Датчики 1 и 2 устанавливаются в плоскости, которая перпендикулярна проводам ВЛЭП, с угловым относительным смещением ф по окружности. Датчик магнитного поля 3, регистрирует индукцию магнитного поля В, создаваемую проводами линии. Кроме того, блок первичной обработки информации содержит датчик тока короткого замыкания (КЗ) по опоре ВЛЭП 4, который регистрирует магнитное поле тока короткого замыкания (КЗ).

Сигналы с датчиков 1, 2, 3, 4 поступают на входы блока обработки

сигналов 5, который содержит набор усилителей 6, 7, 8, 9 и устройство

определения сдвига фаз сигналов 10, на вход которого поступают сигналы с

усилителей 6 и 7. При нормальном режиме вектор электрического поля E

вращается с угловой скоростью ю = 2nf относительно центра окружности,

проходящей через три провода ВЛЭП. Сигналы датчиков электрического

поля 1 и 2 отличаются сдвигом фаз ф, определяющимся угловым смещением.

Необходимо отметить, что вращение вектора электрического поля E

11

обусловлено временным сдвигом фаз напряжений в трехфазной системе и пространственным расположением проводов [1,4,5]. Поэтому в нормальном режиме работы воздушной линии на выходе устройства 10 определения сдвига фаз сигналов инициируется единичный сигнал. При работе двух фаз вектор электрического поля пульсирует, но не вращается и его значение максимально по направлению линии, проходящей через оси проводов двух работающих фаз, а минимально по направлению оси симметрии этих двух проводов. Поэтому по анализу сигналов с усилителей 6 и 7 можно определить фазу, в которой произошел обрыв. Устройство определения сдвига фаз сигналов 10 позволяет повысить достоверность распознавания двух режимов: режим нормального функционирования ВЛЭП и режим полного отключения сети. Поскольку в трехфазной системе при нормальной работе суммы токов и напряжений близки к нулю, а при полном отключении сети суммы токов и напряжений равны нулю, т.е. отличаются незначительно, то при некоторых случайных факторах распознать два режима с помощью сигналов с датчиков 1, 2 и 3 практических сложно. Сигналы с усилителей 6, 7, 8, 9 и устройства определения сдвига фаз сигналов 10 поступают на блок обработки информации 11. Сигналы об аварийном режиме и его координате с блока 11 передаются с помощью блока передачи информации 12, выполненного в виде GSM/GPRS модема, на диспетчерский пункт. Сигнал с блока обработки информации 11 в нормальном режиме не инициирует передачу информации на диспетчерский пункт. Если происходит аварийный режим (например, замыкание одной фазы по опоре на землю), то соответственно изменяются сигналы на выходах датчиков 1, 2, 3 и 4. Кроме того, в этом случае отсутствует сигнал на выходе устройства 10. Эта комбинация сигналов обрабатывается блоком 11 и вырабатывается сигнал, соответствующий аварийному режиму. Этот сигнал инициирует передачу информации блоком 12 на диспетчерский пункт. Блок обработки информации представляет собой логическую схему.

Рисунок 1.1 - Функциональная блок-схема ИИС

Для передачи информации в настоящее время используется различные линии (каналы) связи, отличающиеся физической природой передаваемых сигналов. Существуют две основные группы каналов связи - проводные и беспроводные. Проводная связь может осуществляться по электрическому кабелю или по оптоволоконной линии, а беспроводная с помощью радиосвязи различных диапазонов без применения ретрансляторов, по спутниковым каналам с применением космических ретрансляторов, по радиорелейным линиям с применением наземных ретрансляторов и по сотовой связи с использованием сети наземных базовых радиостанций.

1.2 Системы передачи информации 1.2.1 Проводные системы связи

Линии электросвязи возникли одновременно с появлением электрического телеграфа. Первые линии связи были кабельными. Они прокладывались под землей. Однако вследствие несовершенства

13

конструкции подземные кабельные линии связи вскоре уступили место воздушным линиям. Проводные системы можно разделить на три группы: пара проводов, коаксиальный кабель, волоконно-оптический кабель [6].

Медный кабель (витые пары)

В качестве среды для передачи информации некоторые компании используют обычный медный кабель (витые пары). Самым простым примером системы пары проводов является пара проводов, обеспечивающая двустороннее распространение электрических сигналов. В первых телеграфных системах обычно в качестве второго провода использовалась земля (рис. 1.2, а). С целью уменьшения уровня шума и степени затухания в канале связи стала использоваться согласованная двухпроводная линия (рис. 1.2, в).

Рисунок 1.2 - Виды проводных схем передачи: а- несогласованная

однопроводная схема; б- согласованная двухпроводная схема

Наиболее широко используются системы пар проводов, состоящих из

скрученных вместе пар проводов - в одном кабеле может быть от 4 до 3000

таких пар. Поскольку провод функционирует как антенна, существуют

технологии уменьшения электромагнитных помех. Именно поэтому большая

часть проводов экранирована, а некоторые переплетаются друг с другом с

определенным шагом. Такое переплетение уменьшает влияние

14

электромагнитных помех. В современных кабелях каждый провод помещен в полиэтиленовую или поливинилхлоридную (ПВХ) изоляцию. При больших значениях диаметра проводов и расстояния между ними двухпроводная воздушная линия связи обладает низким коэффициентом затухания в области речевого спектра частот. При увеличении частоты резко возрастает затухание сигнала в витой паре и увеличиваются перекрестные наводки в соседних парах кабеля. Максимально возможная частота передаваемого сигнала по симметричному кабелю без применения специальных технологий составляет примерно 1 МГц. Модемы для выделенных физических линий при значительной дальности (5 - 30 км) имеют невысокую скорость передачи (до 160 Кбит/с). Оборудование обеспечивает скорость 2 Мбит/с по двум медным витым парам. Однако при значительном удалении пользователей друг от друга (свыше 1,5 - 2,2 км) необходимы ретрансляторы. Чем их больше, тем дороже канал связи. Качество и скорость передачи таких трактов являются невысокими. Согласно заявленным техническим характеристикам частота

п

появления ошибочных битов имеет порядок 10" (хотя, по мнению практиков, и это значение занижено), т. е. она значительно выше, чем у ВОЛС.

Технологии xDSL

Следует отметить, что сегодня существует целый ряд технологий,

обеспечивающих высокоскоростную передачу трафика по линиям связи на

основе медного кабеля. Для уплотнения абонентских и соединительных

линий используется аппаратура HDSL, для которой не надо подбирать

параметры провода и можно воспользоваться витыми парами уже

проложенного кабеля (в зависимости от типа аппаратуры требуется от двух

до четырех пар). Технология HDSL предусматривает новый способ

кодировки, позволяющий исключить взаимное влияние потоков информации,

идущих в прямом и обратном направлениях, а также наводки на аналоговые

сигналы в соседних парах. По данным фирм производителей оборудования,

созданного на основе технологии HDSL, эта технология обеспечивает

величину BER порядка 10"10. Проводимые в России эксплуатационные

15

испытания оборудования HDSL показали значительное увеличение дальности передачи потоков Е1 (зависит от диаметра жилы кабеля) по сравнению с дальностью, обеспечиваемой аппаратурой ИКМ30. Однако такие испытания проводились при фиксированном коэффициенте BER, равном 10-6. HDSL -перспективная технология, но техническое состояние наших телефонных линий не позволяет в полной мере использовать все ее достоинства.

Для передачи данных в учетный центр могут быть использованы коммутируемые каналы связи с выделенной частотой в двухпроводных линиях связи и в высоковольтных линиях электропередачи.

Технология PLC

Технология Power Line Communication (PLC) разработана для силовых сетей низкого (180 - 400 В) и среднего (4 - 60 кВ) напряжения и является альтернативой сетям Ethernet и xDSL. Заявлено, что в электросетях реально достижимым является быстродействие на уровне 14 - 200 Мбит/с. Поскольку среда для передачи сигнала разделяема, то указанная полоса пропускания распределяется между всеми пользователями. Поэтому без регенерации при современном уровне развития PLC информационные сигналы сравнительно быстро затухают и как следствие, протяженность абонентской линии не может превышать 0,5 км, но даже при таких расстояниях скорость передачи сигнала заметно падает. Абонентские устройства PLC по сути являются специализированными модемами с разделительными фильтрами, позволяющими отсекать сетевые помехи. Они снабжены наборами стандартных интерфейсов типа USB, RS-232, RJ-45 и Ethernet для подключения различных терминалов сети передачи данных.

Основными преимуществами технологии PCL являются:

• экономия кабеля для передачи информационных сигналов;

• для подключения этой системы не требуется согласований с контролирующими инстанциями (провайдеру PLC-сети необходимо получить только разрешение от электроснабжающей компании);

• при переносе устройств внутри локальной PLC-сети не требуются дополнительные настройки;

• электрическая сеть - идеальная среда передачи управляющих сигналов между бытовыми приборами и передачу данных с датчиков охранной сигнализации (реализация идеи «умного дома»).

Основными недостатками технологии PCL являются:

• высокий коэффициент затухания при передаче информационных сигналов по бытовой электросети (объекты в локальной PLC-сети можно располагать на расстоянии 50 - 150 м друг от друга, а общая протяженность лини не должна превышать 300м);

• влияние сетевых помех на работу PLC-сети;

• электрическая сеть при передаче высокочастотных сигналов является генератором помех;

• отсутствие отраслевых стандартов на новую технологию - PLC-сеть;

• электроснабжающие компании не гарантируют помехоустойчивости и качества передачи информационных сигналов;

• возможность работы только в однофазной сети.

Технология PLC широко используется в энергетике в системах релейной защиты, противоаварийной автоматики, телефонной связи, телемеханики и передачи данных. Необходимо отметить, что по проводам линии, на которой возникли аварийные режимы, практически невозможно передать информацию об аварии. Кроме того, при дуговых и металлических коротких замыканиях в линиях появляются помехи. В линиях с напряжением 220 кВ присутствуют помехи от короны, уровень которых зависит от многих климатических факторов - атмосферного давления, степени влажности воздуха, наличия осадков в виде дождя или снега и др.В линиях присутствуют также помехи, обусловленные процессами коммутации высоковольтной аппаратуры, дугами от возникновения на линии коротких замыканий и искровыми процессами в разрядниках грозозащитных тросов.

На затухание сигнала при передаче информации по проводам линии большое влияние оказывают изморозевые отложения на проводах линии и при некоторых толщинах ледяной муфты связь может выходить из строя. Таким образом, технология PLC не может обеспечить надежность передачи информации.

Коаксиальные кабели

Коаксиальные кабельные системы (рис. 1.3) большой емкости в конце XX века обычно применялись для связи между близко расположенными центрами с высокой плотностью населения. Однако стоимость монтажа таких систем была высока из-за незначительного расстояния между промежуточными усилителями и вследствие большой стоимости кабеля и его прокладки.

В коаксиальном кабеле электрическое и магнитное поле одновременно возникают вокруг проводника. Магнитное поле наводит сигналы в соседних проводниках (в теории связи подобные сигналы называются перекрестными помехами). Но если один из пары проводников является «землей» и окружает другой проводник, то излучаемые при этом электрическое и магнитное поля могут быть заключены внутри внешнего проводника - это так называемый эффект самоэкранирования.

Центральный проводник (жила)

Рисунок 1.3 - Коаксиальный кабель

Коаксиальные кабели целесообразно применять на частотах более 100

кГц. Однако на низких частотах толщина «скин-слоя» поля сравнима с

18

диаметром внешнего проводника, а, следовательно, экранирование становится неэффективным. В коаксиальном кабеле резистивные потери пропорциональны квадратному корню из значения частоты. Таким образом, коаксиальный кабель используется на частотах до 2 ГГц, а некоторые его марки работают на частотах до 10 ГГц.

Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС)

Впервые принцип передачи света, используемый в волоконной оптике, был продемонстрирован в XIX веке, однако практического применения этот принцип не получил из-за отсутствия соответствующих технологий. В 1934 г. американец Норман Р. Френч получил патент на оптическую телефонную систему, в которой оптическая информация передавалась по стержням из чистого стекла. После создания в 1962 г. полупроводникового лазера и фотодиода, используемых как источник и приемник оптического сигнала, в мире началось интенсивное развитие оптоволоконных линий связи. Оптическое волокно считается самой совершенной средой для передачи широкополосных сигналов на большие расстояния. Оптическое волокно изготавливается из кварца, основу которого составляет двуокись кремния -широко распространенный и недорогой материал, в отличие от меди. Оно имеет диаметр всего около 100 мкм, очень компактное и легкое. Одной из первых волоконно-оптических систем передачи (ВОСП), разработанных для коммерческого использования, была система оптической связи АТ&Т ЕТ3, которая могла одновременно обеспечить до 80.000 двунаправленных разговорных трактов. Кабель, использовавшийся в данной системе, имел диаметр 0,5 дюйма и содержал 144 волокна. Каждая пара волокон обеспечивала скорость передачи 90 Мбит/с, а общая скорость составляла примерно 6000 Мбит/с.

Оптические кабели в отличие от широко используемых электрических

кабелей с медными проводниками не требуют дефицитных металлов и

изготовляются, как правило, из стекла и полимеров. Оптоволоконные линии

в сравнении с электрическими позволяют осуществлять передачу больших

19

потоков информации на большие расстояния и с меньшими искажениями, имеют высокую защищенность от внешних электромагнитных помех, малые габаритные размеры и массу (масса оптических кабелей в 10 раз меньше электрических), высокий уровень безопасности (отсутствие искрения и короткого замыкания) [7]. Оптические кабели не излучают передаваемый оптический сигнал в окружающее пространство и поэтому передаваемая информация имеет более высокий уровень защиты. Кроме того, оптические кабели могут эксплуатироваться кабели во взрывоопасной среде и при температурах до 1000оС [8].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Ле Суан Фу, 2016 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Шилин А.Н. Информационно-измерительная система определения повреждений воздушной линии электропередачи / Шилин А.Н., Шилин А.А. // Приборы. - 2011. - № 5. - С. 23-29.

2. П.м. 100632 Российская Федерация, МПК G 01 R 31/08. Устройство для определения местоположения и вида повреждения на воздушной линии электропередачи / А.А. Шилин, А.Н. Шилин, В.С. Лукьянов ; ГОУ ВПО ВолгГТУ. - 2010.

3. П.м. 108149 Российская Федерация, МПК G 01 R 31/08. Устройство для определения местоположения и вида повреждения на воздушной линии электропередачи / А.А. Шилин, А.Н. Шилин; ВолгГТУ. - 2011.

4. Нейман, Л. Р. Теоретические основы электротехники. В 3 т.Т. 1 / Л. Р. Нейман, К. С. Демирчян. - СПб. : Питер, 2003. - 443 с.

5. Рюдинберг, Р. Переходные процессы в электроэнергетических системах / Р. Рюдинберг. - М.: Изд-во иностр. лит., 1955. - 717 с.

6. Литвинская О.С., Чернышев Н.И. Основы теории передачи информации. Учебное пособие, Пенза:ПГТА, 2007г.

7. Гробнев И . И . Волоконно-оптические линии связи. Учебное пособие для высших учебных заведений. Москва, Радио и связь, 1990.

8. Ларин Ю.Т. Оптические кабели.Москва, Информэлектро, 1983.

9. Гольдфарб И. С. Развитие техники оптических кабелей. М. Информсвязь, 1996.

10. Антонян А. Б. , Гренадеров Р. С. Оптические кабели связи, применяемые на ВСС РФ. Ж. Технологии и средства связи. № 4, 1998.

11. Скляров О. К. Волоконно-оптические сети и системы связи (Учебное пособие). Санкт-петербург, Москва, Краснодар. 2010.

12. GSM-канал в системах сигнализации. Режим доступа: http://www.specautomatik.ru/index.php/article/210-gsm-channel-signaling дата обращения 17.03.2010

13. Павлов, А.Н. Решение многокритериальных задач методом анализа иерархий: учебное пособие [Текст] / А.Н. Павлов. - М. : Изд-во РАГС,2010. -116 с.

14. Моисеева, Н. К. Основы теории и практики функционально -стоимостного анализа [Текст] / Н. К. Моисеева, М. Г. Карпунин. - М. : Высш. шк., 1988.- 192 с.

15. Зарипов, М. Ф. Метод парных сравнений при оценке эксплуатационных характеристик технических реализаций элементов систем управления [Текст] / М. Ф. Зарипов, В. М. Зарипова // Датчики и системы. -2004. - № 3. - С. 31-34.

16. Шилин, А. Н. Морфологический синтез оптико-электронных систем измерения размеров нагретых деталей [Текст] / А. Н. Шилин, И. А. Шилина (И. А. Коптелова) // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика.

- 2003. - № 3. - С. 51-61.

17. Саати, Т.Л. Принятие решений при зависимости и обратных связях: Аналитические сети [Текст] / Т.Л. Саати. - М. : Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2009. - 360 с.

18. Беллман, Р. Введение в теорию матриц [Текст] / Р. Беллман ; перевод с англ. - М. : Наука, Гл. ред. физ.-мат. Литературы, 1976. - 352 с.

19. Шилин, А. Н. Интеллектуальная информационная система поддержки проектирования оптико-электронных устройств [Текст] / А. Н. Шилин, И. А. Коптелова // Двенадцатая межвузовская научно-практическая конференция молодых ученых и студентов: тезисы докладов / Волжский филиал ГОУ ВПО «МЭИ (ТУ)» в г. Волжском. - 2006. - Т. 4. - С. 35-37.

20. Шилин, А. Н. Интеллектуализация процесса проектирования информационно-управляющих систем [Текст] / А. Н. Шилин, И. А. Коптелова // Международная конференция «Информационные технологии в образовании, технике и медицине»: материалы / ВолгГТУ. - Волгоград, 2006.

- С. 190-191.

21. Коптелова, И. А. Методика интеллектуальной поддержки проектирования информационно-управляющих систем [Текст] / И. А. Коптелова // Приборы. - 2007. - № 4. - С. 36-42.

22. Кобец Б. Б., Волкова И. О. Инновационное развитие электроэнергетики на базе концепции Smart Grid / Кобец Б. Б., Волкова И. О. - М. : Энергия, 2010. - 207 с.

23. Шилин, А.А. Теория принятия решений в задаче выбора системы передачи информации в энергетике / А.А. Шилин, М.А. Шефатова // Высокочастотная связь, электромагнитная совместимость, обнаружение и плавка гололеда на линиях электропередачи: докл. всерос. науч.-практ. конф., 25-29 окт. 2010 г. / ГОУ ВПО «Казанский гос. энергетический ун-т» [и др.]. -Казань, 2010. - С. 77-82.

24. Шилин А.Н., Шилина И.А. Морфологический синтез оптико-электронных систем измерения размеров нагретых деталей // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - 2003. - № 3. - С.51-61.

25. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008610103 Будько В.В., Коптелова И.А. Автоматизированная система морфологического синтеза технических устройств. Заявка № 2007614404.

26. Singal, T.L. Wireless communication. India: McGraw-Hill. 2010. pp99-

128.

27. Mikko S., Guillaume S., GSM/EDGE Evolution and Performance - John Wiley and Sons 2011.- 488 p.

28. Шилин, А.Н. Информационно-измерительная система мониторинга воздушных линий электропередачи / Шилин А.Н., Шилин А.А., Нгуен Ф.Т., Ле Ф.С. // Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий. Инфо 2014 : матер. XI междунар. науч.-практ. конф. (г. Сочи, 110 окт. 2014 г.) / Национальный исследовательский ун-т "Высшая школа экономики" [и др.]. - М., 2014. - C. 161-164.

29. Медведев П.А. Анализ особенностей распространения радиоволн в минисотовых сетях // Сервис в России и за рубежом. 2011, №1(20). - 2011.

30. Пермяков, В.А. Распространение радиоволн / В.А. Пермяков, В.В. Солодухов, В.В. Бодров, М.В. Исаков. Учебное пособие. Изд-во: МЭИ. -2006. - 185 с.

31. Тарабанов, М.Г. Влажный воздух / М.Г Тарабанов. Справочное пособие ABOK. - 2004. - 42 с.

32. Дождь и его характеристики [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://odogde.ru/interesnoe-o-dozhde/intensivnost-dozhdya.html дата обращения 25.01.2014

33. Mishra A.R. Fundamentals of Cellular Network Planning and Optimisation: 2G/2.5G/3G. Evolution to 4G / Wiley-Interscience, 2004. 304 p.

34. SinghV. Signal strength estimation of wireless communication system. International Journal of Advanced Research in Computer Engineering & Technology (IJARCET). Volume 3. Issue 8, August 2014. 2612 -2612 p.

35. Saunders S. R. Antennas and propagation for wireless communication systems.- Wiley, New York, 1999. 409 p.

36. SaveedaP. Received Signal Strength (RSS) Calculation for GSM Cellular System at BSNL Pondicherry using Modified HATA Model.VinothiniE.;Vardhi S.;AyyappanK.-International Journal of Science, Engineering and Technology Research (IJSETR)Volume 2, Issue 1, January 2013,pp 43-48.

37. Hata M. Empirical formula for propagation loss in land mobile radio services // IEEE Trans. Vehicular Technology. — 1980. — V.29.

38. Tilotma Y. Signal Strength Estimation and Comparison with Measured Signal Strength for Mobile Cellular Communication.Partha P, Bhattacharya.-International Journal of Advanced Research in Computer Engineering & Technology (IJARCET) Volume 2, Issue 6, June 2013.- P. 2098-2101.

39. Okumura Y. Field strength and its variability in VHF and UHF landmobile radio service // Review of the Electr. Commun. Lab. —1968. — vol. 6. — P. 825-873.

40. Печаткин А.В. Системы мобильной связи. Часть 1. Принципы организации, функционирования и частотного планирования систем мобильной связи. Рыбинск: РГАТА, 2008.- 122 с.

41. T. S. Rappaport, B. D. Woerner, J. H. Reed, Wireless Personal Communications: The Evolution of Personal Communications Systems, Kluwer Academic Publishers, 1996.

42. Caffery James J., Jr. Wireless Location in CDMA Cellular Radio Systems. Kluwer Academic Publishers. Boston/Dordrecht/London, 1999.

43. Catedra, Manuel F., Cell Planning for Wireless Communications, Artech House, Inc, 1999.

44. Бабков, Валерий Юрьевич. Сотовые системы мобильной радиосвязи : учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки 210700 - Инфокоммуникационные технологии и системы связи квалификации (степени) "бакалавр" и квалификации (степени) "магистр" / В. Ю. Бабков, И. А. Цикин. - 2-е изд., [перераб. и доп.]. - Санкт-Петербург : БХВ-Петербург.- 2013.- 432 с.

45. Cavdrih I. H. A Statistical Approach to Bertoni-Walfisch Propagation Model for Mobile Radio Design in Urban Areas / IEEE VTC 52 nd.- Vol.1.-2001.- P.279-283.

46. Alim M. A. Analysis of Large-Scale Propagation Models for Mobile Communications in Urban Area / M. M. Rahman, M. M. Hossain, A. AlNahid // International Journal of Computer Science and Information Security.- Vol.7.-No.1.- 2010.- P.135-139.

47. Dotche K. A. Effect of path loss model on received signal: Using Greater Accra, Ghana as case study / K. Diawuo, W. Ofosu // Wireless Telecommunications Symposium (WTS). - April 2012. - P.1-6.

48. Шилин А.Н. Анализ потерь радиосинала сотовой связи / Шилин А.Н., Ле Ф.С. // Оперативное управление в электроэнергетике. - 2016.- С. 4856.

49. Костерев, В.В. Надежность технических систем и управление риском: учебное пособие. - М.: МИФИ, 2008 - 280 с.

50. Костиков, В.А. Надежность технических систем и техногенный риск. — М.: ЗАО ФИД «Деловой экспресс», 2002-368 с.

51. Диллон Б., Сингх Ч. Инженерные методы обеспечения надежности систем: Пер. с англ. -М.: Мир, 1984. -318 с.

52. Шилин, А.Н. Система регистрации аварийных режимов воздушных линий электропередачи / Шилин А.Н., Шилин А.А., Нгуен Ф.Т., Ле Ф.С. // Электрика. - 2014. - № 9. - C. 2-5.

53. Шилин, А.Н. Система регистрации аварийных режимов воздушных линий электропередачи / Шилин А.Н., Шилин А.А., Нгуен Ф.Т., Ле Ф.С. // Повышение надёжности и энергоэффективности электротехнических систем и комплексов : межвуз. сб. науч. тр. / Уфимский гос. нефтяной техн. ун-т. -Уфа, 2014. - C. 79-81.

54. Vesely W.E., Goldberg F.F., Roberts N.H., Haas D.F. NUREG-0492. Fault Tree Handbook/ U.S. Nuclear Regulatory Commission, D.C. 20555, January, 1981, c.209.

55. RajanA., A Review of Corrosion and Environmental Effects on Electronics/A Publication of Centre for Electronic Corrosion.Sep 16, 2014, c.16.

56. Трубицын В.И. Надежность электростанций: Учебник для вузов М.: Энергоатомиздат, 1997.-240с.

57. Шилин, А.Н. Информационно-измерительная система мониторинга воздушных линий электропередачи / Шилин А.Н., Шилин А.А., Нгуен Ф.Т., Ле Ф.С. // Инновации на основе информационных и коммуникационных технологий. Инфо 2014 : матер. XI междунар. науч.-практ. конф. (г. Сочи, 1-

10 окт. 2014 г.) / Национальный исследовательский ун-т "Высшая школа экономики" [и др.]. - М., 2014. - C. 161-164.

58. Бабков В.Ю., Полынцев П.В., Устюжанин В.И. Качество услуг мобильной связи. Оценка, контроль, управление: Горячая линия-Телеком, 2005. 160с.

59. Agilent General Packet Radio Service (GPRS) Network Optimization Measurement Challenges Using Drive Testing Application Note 1377-2.

60. Geoff S., Lionel T., Manfred R., Oliver R., Stefan D.GprsNetworks. Germany: Wiley, 2004. 304с.

61. ETSI EN 301 113 V6.3.1 (2000-11). Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); General Packet Radio Service (GPRS); Service description; Stage 1. European Standard (Telecommunicationsseries), 1997. 32с.

62. FASTRACK M1306B User Guide [Электронный ресурс]. Режим доступа:http://www.sendsms.com.cn/download/Fastrack M1306B User Guide r ev003.pdf дата обращения 11.11.2006

63. AT-команды. Руководство по использованию АТ-команд для разработчиков телекоммуникационного оборудования [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.ivtechno.ru/files/at com.pdf дата обращения 02.11.2015

64. Mishra A.R. Fundamentals of Cellular Network Planning and Optimisation: 2G/2.5G/3G. Evolution to 4G / Wiley-Interscience, 2004 304 p.

65. Электронные системы связи / У. Томаси ; пер. с англ. Н. Л. Бирюкова. - Москва : Техносфера, 2007. - 1360 с. : ил. - (Мир связи). -ISBN 978-5-94836-125-3 : 550.94 р.

66. Henry L. Radio Propagation for modern Wireless Systems. -Prentice Hall, 2000.

67. Timo Halonen, Javier Romero and Juan Melero. GSM, GPRS and EDGE Performance. Evolution Towards 3G/UMTS. Second edition John Wiley & Sons Ltd., 2003.-615 p.

68. Скляр Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр. : Пер. с англ. — М. : Издательский дом "Вильяме", 2003.

69. Шилин, А.А. Анализ влияния электромагнитных помех от высоковольтной линии электропередачи на каналы передачи информации GSM/GPRS / А.А. Шилин, Ф.С. Ле // Известия ВолгГТУ. Серия «Процессы преобразования энергии и энергетические установки». Вып. 6 : межвуз. сб. науч. ст. / ВолгГТУ. - Волгоград, 2014. - № 18 (145). - C. 72-76.

70. Тюфанова А. А. Методика анализа эксплуатационной надежности технических средств системы управления движением судов на примере порта Новороссийск / - Казань : Бук, 2015. - 104 с. : ил. ; 21 см. - Библиогр.: с. 100104. - 300 экз. - ISBN 978-5-9906219-8-5 : 120 р.

71 . J. Wu and D. Yuan, "Propagation Measurements and Modeling in Jinan City", IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, Boston, MA, USA, Vol. 3, pp. 1157-1159, 8-11 September 1998.

72 . Zia, N., Mohammad, I.A. : Pathloss Determination using Okumura-Hata Model and Cubic regression for missing Data for Oman. In: International Conference on Communications Systems and Applications, IAENG-ICCSA 2010, Hong Kong (2010).

73. Радиоэлектронные средства и мощные электромагнитные помехи / В.И. Кравченко, Е.А. Болотов, Н.И. Летунова; под ред. В.И. Кравченко. -М.: Радио и связь, 1987. - 256 с.

74. Влияние электромагнитных помех, вызванных короткими замыканиями, на качество информации в системах диспетчерского и технологического управления / Н. В. Савина, Ю. В. Мясоедов, Л. А. Мясоедова // Вестник Амурского государственного университета. - 2012. -Вып. 59: Сер. Естеств. и экон. науки. - С. 79-85 : рис.

75. Рюдинберг, Р. Переходные процессы в электроэнергетических системах / Р. Рюдинберг. - М.: Изд-во иностр. лит., 1955. - 717 с.

76. Белогловский А.А., Пашинин И.В. Методы расчета электрических полей в примерах и задачах. - М.: Издательство МЭИ, -2007. -84 с.

77. Белоедова И.П., Расчет электрических полей устройств высокого напряжения: учеб. пособие/ И.П.Белоедова, Ю.В. Елисеев, Е.С. Колечицкий и др.; под ред. Е.С. Колечицкого. - М.: Изд. дом МЭИ, -2008. - 248 с.

78. Шилин, А.Н. Стенд для исследования алгоритма диагностики обрыва фаз линии электропередачи / Шилин А.Н., Шилин А.А., Нгуен Ф.Т., Ле Ф.С. // Известия ВолгГТУ. Сер. Электроника, измерительная техника, радиотехника и связь. Вып. 10. - Волгоград, 2014. - № 26 (153). - С. 97-102.

79. Шилин, А.Н. Использование компьютерного моделирования для определения положения датчиков мониторинга аварийных ситуаций на воздушных линиях электропередачи / Шилин А.Н., Шилин А.А., Нгуен Ф.Т., Ле Ф.С. // Вестник компьютерных и информационных технологий. - 2014. -№ 7. - С. 35-41.

80. Шилин, А.Н. Компьютерное моделирование магнитного поля воздушных линий электропередачи при авариях / Шилин А.Н., Шилин А.А., Нгуен Ф.Т., Ле Ф.С. // Вестник компьютерных и информационных технологий. - 2014. - № 11. - С. 43-50.

81. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2015612333 от 17.02.2015 г., РФ , МПК (нет). Программа выбора оптимального положения установки конденсаторных датчиков / Нгуен Ф.Т., Шилин А.Н., Шилин А.А.; ВолгГТУ. - 2015.