РД 45.162-2001. «Комплексы сетей сотовой и спутниковой подвижной связи общего пользования».

Нормативные ссылки

В настоящем дипломном проекте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

СТ РК 1295-2005. «Электроустановки зданий производственного и социально-бытового назначения. Общие технические условия».

ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. «Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов».

ГОСТ Р МЭК 60598-1-2003. «Светильники. Общие требования и методы испытаний».

ОСТ 45.124-2000. «Службы связи спутниковые: фиксированная, радиовещательная и подвижная. Термины и определения»

ОСТ 45.123-99. «Станции земные фиксированной спутниковой службы. Технические требования к составным частям станций».

РД 45.162-2001. «Комплексы сетей сотовой и спутниковой подвижной связи общего пользования».

Рекомендации МСЭ-Р S.725. «Технические характеристики VSAT».

Рекомендации МСЭ-Р P.838-2. «Модель погонного ослабления в дожде, используемая в методах прогнозирования».

СНиП РК 2.04-05-2005. «Естественное и искусственное освещение».

Определения

В настоящем дипломном проекте применяются следующие термины с соответствующими определениями:

Земная станция - станция, расположенная на земной поверхности или в основной части земной атмосферы, предназначенная для обеспечения разных видов связи через космическую станцию.

Нефтепровод - комплекс сооружений для транспортировки нефти и продуктов её переработки от места их добычи или производства к пунктам потребления или перевалки на ж.-д. либо водный транспорт.

Трубопровод - сооружение для транспортировки газообразных и жидких веществ, твёрдого топлива, строительных материалов, зерна и др. под действием разности давлений (напоров) в различных сечениях.

Спутниковая радиосвязь - космическая радиосвязь между земными станциями, осуществляемая посредством ретрансляции радиосигналов через один или несколько спутников.

Зона покрытия - территория, в пределах которой величина напряженности поля равна или превышает величину минимальной медианной напряженности поля, определенную для конкретных условий приема и с заданной вероятностью охвата мест приема.

Космический сегмент - комплекс, состоящий из одного или нескольких космических аппаратов, предназначенных для организации связи с земными станциями, и наземного командно-измерительного оборудования, обеспечивающего управление космическими аппаратами, находящимися на орбите.

Радиолиния - линия передачи, обеспечивающая связь между двумя точками посредством радиоволн.

VSAT (Very Small Aperture Terminal) - малая спутниковая наземная станция, то есть терминал с маленькой антенной, диаметром до 2,5 метров.

Обозначения и сокращения

АСУТП - автоматизированная система управления технологическими процессами.

ЗС - земная станция;

ИК – инфракрасный;

КА – космический аппарат;

КТС - комплекс технических средств;

НГС – нефтегазосепаратор;

ПИД - пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор;

РВС - резервуар вертикальный стальной;

СВЧ – сверхвысокие частоты;

ССС – спутниковая система связи;

BGAN (Broadband Global Area Network) - широкополосная глобальная сеть;

DAMA (Demand Assigned Multiple Access) - множественный доступ с предоставлением каналов по требованию;

GPS (Global Positioning System) - глобальная (спутниковая) система навигации;

ISDN (Integrated Services Digital Network) - цифровая сеть с интеграцией служб;

PAMA (Permanently Assignment Multiple Access) - постоянный множественный доступ;

PDP (Packet Data Protocol) - пакетный протокол данных;

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) - диспетчерское управление и сбор данных, программный пакет;

SCPC (Single Channel Рer Carrier) - один канал на несущую;

TCP (Transmission Control Protocol) - протокол управления передачей;

VSAT (Very Small Aperture Terminal) - терминал с очень маленькой апертурой антенны;

UTP (Unshielded Тwisted Рair) - неэкранированная витая пара.

Введение

Актуальность темы дипломного проекта. Любое современное производство возможно только при оснащении технических установок соответствующими автоматическими измерительными приборами, информационно-измерительными системами и системами автоматического управления. Для повышения эффективности работы разрабатываются автоматизированные системы управления технологическими процессами с применением современной вычислительной техники и систем сбора, обработки и передачи данных.

Поэтому вопросы проектирования, внедрения и модернизации систем передачи данных для автоматизированного контроля объектами являются актуальными в настоящее время. Это достаточно перспективная и инновационная область развития промышленности в нашей стране.

Практическая значимость дипломного проекта. Рассматриваемый объект находится в отдаленном регионе и есть проблема контроля за ним и управления его работой. Другими словами, объект требуют постоянного контроля. Осуществление отдаленного контроля и управления им значительно облегчит как его эксплуатацию, так и снизит затраты на его эксплуатацию.

Преимуществом предлагаемой системы является его реализация с помощью системы спутниковой связи. Существующие спутниковые системы существенно экономичнее других систем связи, так как они работают не постоянно, а по расписанию (при необходимости передачи).

Предлагаемая система реализует один из способов автоматизации, сбора, обработки и передачи данных для автоматизированного контроля удаленными объектами, что позволит улучшить процесс доставки природных ресурсов от места разработки до места их переработки. Это позволит снизить затраты на добычу природных ресурсов и повысит эффективность производства, что имеет большую практическую значимость.

Цель дипломного проекта. Проектирование системы передачи данных для автоматизированных систем контроля и управления трубопроводом, расчет требуемой скорости передачи данных, а также энергетический расчет спутникового канала для Ku-диапазона, выбор оборудования для построения системы передачи данных с учетом технических требований, рассмотрение вопросов охраны труда и технико-экономическое обоснование проекта.

Исходя из выше поставленной цели, выстраивается ряд задач:

- анализ литературных источников по теме дипломного проекта;

- обзор существующих систем передачи данных для автоматизированных систем контроля и управления трубопроводом с удаленных объектов;

- обзор принципов построения систем спутниковой связи;

- проектирование сети передачи данных для добывающей компании «КазТрансОйл»;

- проведение необходимых технических расчетов: требуемой скорости передачи данных, а также расчет спутникового канала;

- выбор оборудования для построения системы передачи данных с учетом технических требований;

- рассмотрение вопросов охраны труда и техники безопасности при работе на объекте проекта;

- экономическое обоснование проекта.

Объект исследования дипломного проекта. Автоматизированный контроль и управление трубопроводами, традиционные системы сбора и формирования телеметрической и управляющей информации, используемые в нефтегазовой отрасли, энергетике, водоснабжении и экологическом контроле, используемые системы связи для передачи информации между главными узлами и удаленными объектами, а также для дистанционного управления оборудованием.

Теоретическую основу дипломного проекта составляют издания «Приборы и средства автоматизации: Каталог. Т.1. Приборы для измерения температуры», «Приборы и средства автоматизации. Каталог.Т.2. Приборы для измерения давления, перепада давления и разряжения», «Приборы и средства автоматизации. Каталог. Т.4. Приборы для измерения и регулирования уровня жидкости и сыпучих материалов».

Методологической основой дипломного проекта является направление: «Передача данных в системах контроля и управления» Парка Д. «Спутниковые сети связи: Учебное пособие» Камнева В.Е.

Оценка современного состояния решаемой научной проблемы. Важнейшая задача АСУ - повышение эффективности управления объектом на основе роста производительности труда и совершенствования процесса управления.

SCADA - программный пакет, предназначенный для разработки или для

обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления. SCADA может являться частью системы АСУ ТП, системы экологического мониторинга, научного эксперимента, автоматизации здания и т.д.

SCADA - системы используются во всех отраслях хозяйства, где требуется обеспечивать операторский контроль за технологическими процессами в реальном времени. Данное программное обеспечение устанавливается на компьютеры и использует драйверы ввода-вывода или OPC/DDE серверы. Программный код может быть, как написан на языке, так и сгенерирован в среде проектирования.

Традиционные системы SCADA, используемые в различных отраслях промышленности и экологическом контроле, используют системы связи для передачи данных между главными узлами SCADA и удаленными объектами, а также для дистанционного управления оборудованием.

В настоящее время этим вопросам уделяется большое внимание. Помимо этого уделяется немалое внимание вопросам проектирования систем АСУ и их эксплуатации.

Структура дипломного проекта. Дипломный проект будет состоять из введения, технической части, раздела по охране труда и безопасности жизне-деятельности, экономической части, заключения, приложения и списка исполь-

зованной литературы.

Введение будет содержать обоснование актуальности темы дипломного проекта, его практической значимости, оценку современного состояния решае-мой проблемы проектирования, вопросы организации системы АСУ, формулировки цели, задач и объекта дипломного исследования, описания теоретических и методологических основ написания дипломного проекта.

В первой главе на основе обзора литературных источников будет проведен анализ автоматизированного контроля и управления трубопроводами, используемых систем передачи данных, спутниковых систем связи.

Во второй главе будет предложена структура системы, рассмотрено ее функционирование, алгоритм контроля и управления, описание используемого оборудования и обоснование выбора программного пакета.

В третьей главе будут выбраны спутниковая и земная составляющие системы передачи данных для автоматизированного контроля удаленным объектом.

В четвертой главе будут проведены необходимые технические расчеты, для реализации проекта: расчет скорости передачи данных, шумовой полосы сигнала, параметров наведения антенны на геостационарный спутник связи, расчет спутниковой линии.

В пятой главе будут рассмотрены вопросы охраны труда и техники безопасности при работе на объекте проекта. Будут рассмотрены анализ условий труда на объекте проекта, анализ и расчет естественного и искусственного осве-щения.

В шестой главе будет составлено технико-экономическое обоснование проекта, где будут рассчитаны затраты на оборудование, доходы, чистая прибыль от реализации проекта и его эффективность.

В заключении дипломного проекта будут сформулированы обобщающие выводы по результатам дипломного проектирования.

Список использованной литературы будет содержать перечень исполь-зованных в работе над проектом научных статей, учебников, электронных ресурсов.

Приложение будет содержать материалы, связанные с выполнением ис-

следования по теме дипломного проекта, которые не нашли отражения в основ-ной части.

Виды систем АСУ

Автоматизированная система управления (АСУ) - комплекс технических и программных средств, обеспечивающий в тесном взаимодействии с отдельными специалистами или коллективами управление объектом в производственной, научной или общественной сфере.

Основное преимущество АСУ перед «ручными» методами управления состоит в том, что для принятия необходимых решений управленческому персоналу предоставляется более полная, своевременная и достоверная информация в удобной для восприятия форме. АСУ осуществляет автоматизированный сбор и обработку информации, хранение ее в памяти ЭВМ, использование нормативно-справочной, исходной, промежуточной и выходной информации. Использование систем поддержки принятия решений, экспертных систем, систем автоматизированного проектирования дает возможность получать новую информацию. Структура систем АСУ представлена на рисунке 1.1

Рисунок 1.1. Структура системы АСУ

Структурная схема системы АСУ показана на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2. Структурная схема системы АСУ

АСУ различают по выполняемым функциям и результатам деятельности. По функциям АСУ подразделяются на:

- административно-организационные:

- системы управления предприятием (АСУП);

- отраслевые системы управления (ОАСУ);

- системы управления технологическими процессами (АСУТП):

- гибкие производственные системы (ГПС);

- системы подготовки производства (АСУПП);

- системы контроля качества продукции (АСК);

- интегрированные системы, объединяющие перечисленные виды АСУ в различных комбинациях (например, АСУП-ГПС и так далее).

Различают три уровня АСУТП (рисунок 1.3).

Нижний уровень:

- контроль за параметрами объекта с помощью датчиков и других исполнительных механизмов;

- выработка информационных сигналов о состоянии объектов.

Рисунок 1.3. Три уровня АСУТП

Средний уровень:

- сбор информации, поступающей с нижнего уровня, ее обработка и хранение;

- выработка управляющих сигналов на основе анализа информации;

- передача информации о производственном участке на более высокий уровень.

Верхний уровень (уровень управления):

- операторская - визуализация процессов - диалог оператора с системой - возможность вмешательства оператора в технологические процессы при необходимости;

- система подготовки отчетов - сохранение и выдача данных о ходе процессов с указанием времени, данных об энергетическом и материальном балансе и т.п.;

- система анализа тенденций - возможность наблюдения за параметрами и прогнозирования;

- этот уровень реализуется на основе системы SCADA.

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) - диспетчерское управление и сбор данных) - программный пакет, предназначенный для разработки или обеспечения работы в реальном времени систем сбора, обработки, отображения и архивирования информации об объекте мониторинга или управления. SCADA может являться частью АСУ ТП, АСКУЭ, системы экологического мониторинга, научного эксперимента, автоматизации здания и т. д.

Под термином SCADA понимают инструментальную программу для разработки программного обеспечения систем управления технологическими процессами в реальном времени и сбора данных. Реже термин SCADA- система используют для обозначения программно-аппаратного комплекса сбора данных

Место SCADA в системах АСУТП показана на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4. Место системы SCADA в системе АСУТП

Основное назначение SCADA - взаимодействие оператора с технологическим процессом.

Основные функции:

- сбор данных о контролируемом технологическом процессе;

- управление технологическим процессом, реализуемое ответственными лицами на основе собранных данных и правил (критериев), выполнение которых обеспечивает наибольшую эффективность и безопасность технологического процесса.

SCADA-пакет состоит из трех компонентов:

- среды разработки - в ней создаются мнемосхемы, определяются и привязываются к аппаратным средствам входные и выходные сигналы и параметры, разрабатываются алгоритмы управления и назначаются права операторов;

- среды исполнения - в ней выполняется разработанное ПО;

- серверов ввода-вывода - ориентированы на использование с различными промышленными контроллерами

Функции SCADA:

- прием информации о контролируемых технологических параметрах от контроллеров нижних уровней и датчиков;

- сохранение принятой информации в архивах;

- вторичная обработка принятой информации;

- графическое представление хода технологического процесса, а также принятой и архивной информации в удобной для восприятия форме;

- прием команд оператора и передача их в адрес контроллеров нижних уровней и исполнительных механизмов;

- регистрация событий, связанных с контролируемым технологическим процессом и действиями персонала, ответственного за эксплуатацию и обслуживание системы;

- оповещение эксплуатационного и обслуживающего персонала об обнаруженных аварийных событиях, связанных с контролируемым технологическим процессом и функционированием программно-аппаратных средств АСУ ТП с регистрацией действий персонала в аварийных ситуациях;

- формирование сводок и других отчетных документов на основе архивной информации;

- обмен информацией с автоматизированной системой управления предприятием;

- непосредственное автоматическое управление технологическим процессом в соответствии с заданными алгоритмом.

Системы передачи данных

Передача данных - физический перенос данных (цифрового битового потока) в виде сигналов от точки к точке или от точки к нескольким точкам средствами электросвязи по каналу передачи данных, как правило, для последующей обработки средствами вычислительной техники. Примерами подобных каналов могут служить медные провода, ВОЛС, беспроводные каналы передачи данных или запоминающее устройство.

Передача данных может быть аналоговой или цифровой, а также модулирован посредством аналоговой модуляции, либо посредством цифрового кодирования.

Передаваемые данные могут быть цифровыми сообщениями, идущими из источника данных, например, из компьютера или от клавиатуры. Это может быть и аналоговый сигнал - телефонный звонок или видеосигнал, оцифрованный в битовый поток, используя импульсно-кодирующую модуляцию (PCM) или более расширенные схемы кодирования источника (аналого-цифровое преобразование и сжатие данных). Кодирование источника и декодирование осуществляется кодеком или кодирующим оборудованием.

Классификация систем передачи данных изображена на рисунке 1.5.

Рисунок 1.5. Классификация систем передачи данных

Беспроводные системы передачи данных.

В настоящее время бурное развитие технологий беспроводных сетей открывает для бизнеса новые возможности по эффективной организации корпоративной сети предприятия. Преимущества беспроводных решений:

· низкая стоимость развертывания;

· мобильность, возможность демонтировать оборудование при переезде;

· безопасность, возможность шифрования трафика;

· надежная и качественная телефонная связь;

· высокоскоростной доступ к сети Интернет;

· независимость от кабельной инфраструктуры;

· простота подключения и использования.

Отсутствие проводов и, как следствие, привязки к какому-то конкретному месту всегда было значимо для мобильных пользователей, которым оперативный доступ к информации нужен постоянно, независимо от места их нахождения. Беспроводные сети эффективны, прежде всего, при передаче данных на расстояния до нескольких сот метров, и отличаются низкой стоимостью реализации. Ассортимент беспроводного сетевого оборудования может включать в себя беспроводные видеокамеры и прочие устройства. Развитие беспроводных систем доступа идет в трех основных направлениях. Это спутниковые системы, наземные СВЧ-системы и системы персональной сотовой связи, которые позволяют обеспечить доступ мобильных пользователей [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

Системы персональной сотовой связи.

Доступ в сеть Интернет может быть организован посредством существующей системы сотовой связи с использованием аналоговых модемов (модемов для передачи по телефонным каналам). Так как каналы сотовой связи имеют достаточно узкую полосу частот, скорость передачи данных будет невелика (в процессе постепенного развития систем сотовой связи и усовершенствования технологий скорость передачи данных также постепенно росла от 9,6 Кбит/с до 19,2 Кбит/с). Определенного увеличения скорости передачи данных можно достичь за счет использования временно свободных каналов (по которым не ведутся телефонные разговоры) [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

СВЧ-системы.

По мере того, как увеличивалась потребность в расширении количества линий междугородней связи, разрабатывались системы, способные удовлетворить такие потребности. Одной из таких систем были радиорелейные линии, в которых в качестве носителя сигнала использовался не кабель, а радиоканал.

Работая на сверхвысоких частотах (диапазон СВЧ) одна радиорелейная линия способна поддерживать работу тысяч телефонных каналов и нескольких телевизионных каналов одновременно. Использование данного диапазона частот приводит к необходимости размещать ретрансляторы на небольшом расстоянии друг от друга (до 30 километров) в пределах прямой видимости (сверхвысокочастотный сигнал не может завернуть за угол или перепрыгнуть даже через небольшую горку) [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

Необходимость строить через определенное расстояние ретрансляционные вышки с антеннами делает данную технологию достаточно дорогой при организации связи на большое расстояние, но данная технология может найти свое применение, например, для организации фиксированного радиодоступа - высокоскоростной передачи данных между двумя зданиями (со скоростью от 2 Мбит/с и выше). Во многих случаях такое решение будет иметь меньшую стоимость по сравнению с прокладыванием между зданиями оптико-волоконного кабеля (например, в городах, где проложить кабель не всегда просто, или в том случае, когда эти здания разделяет река) [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

В условиях недостатка частотного ресурса были созданы, успешно применяются и развиваются беспроводные системы фиксированного доступа, работающие в инфракрасной области (на основе ИК светодиодов и полупроводниковых лазеров). Они обеспечивают рабочую дальность от 300 м до 1-3 км при скорости передачи до 155 Мбит/с. Все основные недостатки этих систем (сравнительно высокая стоимость и некоторая зависимость от погодных условий и загрязнения оптики) с лихвой окупаются отсутствием необходимости получения разрешения на использование радиочастоты, а также быстротой и простотой монтажа [http://bibliofond.ru/view.aspx? id=785838].

На следующим этапом развития систем фиксированного радиодоступа явилось создание таких протоколов обмена информацией между приемо-передатчиками, которые позволили организовать подключение многих объектов к одному (соединение «точка-многоточка»), что наиболее соответствует задачам организации доступа в Интернет. Кроме того, были созданы различные механизмы (например, пакетная передача, работа на изменяющейся частоте), которые позволили увеличить пропускную способность, скорость передачи и эффективность использования частотного ресурса [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

Обеспечивая среднюю скорость передачи данных, системы данного типа позволяют организовать канал передачи на достаточно большое расстояние. В то же время подверженность внешним помехам и зависимость от географических условий (обязательная необходимость прямой видимости) делают применение таких систем не всегда целесообразным [http://bibliofond.ru/view.aspx? id=785838].

Спутниковые системы.

Для организации передачи данных используются и спутниковые системы. Причем варианты могут быть различными - от низкоскоростных индивидуальных каналов для отдельных пользователей до высокоскоростных каналов, одновременный доступ к которым может иметь большое количество пользователей (коллективный доступ). В первом случае может применяться двунаправленный канал (но это по карману только очень богатым организациям). Во втором случае спутник служит только для передачи нисходящего потока данных, поступающих из сети Интернет к пользователю. Пользователю необходимо обязательно установить спутниковую антенну, СВЧ-ресивер и карту декодера прямо в персональный компьютер. Для организации восходящего потока данных (от пользователя в сеть Интернет) используется линия телефонной связи и модем [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

Спутник охватывает большую зону на поверхности Земли и является наиболее «широко охватывающей» технологией доступа в Интернет с географической точки зрения. Спутниковые системы доступа имеют не очень высокую скорость передачи данных (порядка 400 Кбит/с по направлению к пользователю) и работают не очень быстро. Представьте себе, что вы хотите загрузить какой-либо материал на экран вашего компьютера. Щелкнув на него мышью своего компьютера, вы подали сигнал запроса, который должен пройти по вашей телефонной линии, через провайдера и по обычному тракту в сети Интернет, а после ответа сигнал передается на спутник вверх и вниз, что в общей сложности составляет около 70 тысяч километров. Даже обладая скоростью света, данное средство доступа в Интернет остается достаточно медленным. Это особенно заметно при осуществлении двусторонней связи в режиме реального времени. Несмотря на широкую зону охвата, спутниковые системы имеют ряд недостатков, связанных, в частности, с необходимостью приобретения и настройки достаточно дорогостоящего оборудования. Впрочем, существует целый ряд экстремальных ситуаций, когда невозможно организовать доступ в сеть Интернет никаким другим образом, кроме как через спутник (простой пример - корабль, находящийся посреди океана) [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

Проводные системы передачи данных.

Оптико-волоконные и волоконно-коаксиальные системы.

Оптико-волоконные и волоконно-коаксиальные системы изначально создавались для кабельного телевидения и передачи видеосигнала. Благодаря тому, что эти системы по определению являются широкополосными, разрабатывалась именно такая технология, которая позволила бы использовать данное преимущество для высокоскоростной передачи данных, в основном для организации доступа в Интернет частных пользователей [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

Один видеоканал, имеющий номинальную полосу частот 6 МГц, может использоваться для передачи данных из сети Интернет со скоростью до 30 Мбит/с. Общая скорость восходящего потока данных до 10 Мбит/с, но практикуемый метод коллективного использования в реальности для каждого отдельного пользователя дает гораздо меньшее значение.

Развитие оптико-волоконной техники и развертывание сетей оптико-волоконных кабелей является очень дорогим удовольствием. Особенно если сравнивать внедрение этой технологии с другими технологиями. Имеет ли смысл прокладывать новые дорогие линии связи до каждого пользователя, если подавляющая часть этих пользователей уже подключена как минимум к одной телекоммуникационной компании - телефонной. Гораздо целесообразней обратить свое основное внимание (не отставая при этом, разумеется, от технического прогресса) на то богатство, которое имеется у нас под ногами - кабельную телефонную сеть, состоящую из витых пар проводов [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

Использование витой пары и абонентских телефонных проводов для передачи данных.

Витая пара (twisted pair) - вид кабеля связи, представляет собой одну или несколько пар изолированных проводников, скрученных между собой (с небольшим числом витков на единицу длины), покрытых пластиковой оболочкой. Свивание проводников производится с целью повышения связи проводников одной пары (электромагнитная помеха одинаково влияет на оба провода пары) и последующего уменьшения электромагнитных помех от внешних источников, а также взаимных наводок при передаче дифференциальных сигналов [28].

Для снижения связи отдельных пар кабеля (периодического сближения проводников различных пар) в кабелях UTP категории 5 и выше провода пары свиваются с различным шагом. Витая пара - один из компонентов современных структурированных кабельных систем. Используется в телекоммуникациях и в компьютерных сетях в качестве сетевого носителя во многих технологиях, таких как Ethernet, Arcnet и Token ring [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

В настоящее время, благодаря своей дешевизне и легкости в монтаже, является самым распространенным решением для построения локальных сетей. Телефонные провода является главным носителем, который в настоящее время используется для подключения всех абонентов (независимо от их юридического статуса) к оборудованию телефонной сети. Одно только это должно вызывать здоровый энтузиазм у разработчиков систем высокоскоростной передачи данных по данному носителю [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

Каждый абонент телефонной сети имеет отдельную физическую пару проводов в кабеле, идущем от телефонной станции, которая соединяет его телефонный аппарат с коммутационным оборудованием, установленным на телефонной станции. Каждая пара в кабеле является витой (т.е. провода пары свиты друг с другом), что позволяет снизить нежелательные помехи. При осуществлении обычной телефонной связи каждая пара кабеля на абонентском участке кабельной сети поддерживает один голосовой канал. Также витые пары проводов используются для соединения персональных компьютеров в ЛВС (локальных сетях) [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

Существует три основных решения при организации доступа в сеть Интернет по витой паре. Речь идет об аналоговых модемах, предназначенном специально для передачи по телефонным каналам, о ISDN и о технологиях, объединенных под общим названием xDSL. Аналоговые модемы хорошо известны и понятны большинству пользователей современных домашних компьютеров. Принцип их работы основан на использовании диапазона голосовых частот витой пары для передачи данных. Для этого используются технологии передачи, известные как «частотная манипуляция» и «квадратурная амплитудная модуляция». Аналоговый модем позволяет достигать скорости передачи данных до 56 кбит/с [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

Невысокая цена и совместимость практически с любой телефонной линией сделали аналоговые модемы основным выбором индивидуальных пользователей. К сожалению, скорость передачи аналогового модема в значительной мере зависит от качества телефонной линии и установленного соединения. Именно поэтому получить максимальную скорость передачи данных практически невозможно (обычно модем с заявленной скоростью в 33,6 кбит/с позволяет работать со скоростью 28,8 кбит/с, в лучшем случае 31,2 кбит/с).

Непрофессиональные пользователи сети Интернет могут использовать и аналоговые модемы, но рано или поздно любой из них сталкивается с проблемами, связанными с низким качеством соединения и перегрузками телефонной сети общего пользования. Эта сеть, в своем существующем на данный момент виде, совершенно не предназначена для того, чтобы передавать трафик сети Интернет. Более высокоскоростной альтернативой аналоговым модемам служит ISDN. ISDN (цифровая сеть связи с интеграцией служб) представляет собой цифровую технологию, позволяющую передавать данные со скоростью 144 кбит/с. Для этого используется схема кодирования 2В1Q. Скорость передачи данных 144 кбит/с складывается из двух каналов В по 64 кбит/с каждый, используемых для передачи голоса и данных, и одного служебного канала D 16 кбит/с для передачи управляющих сигналов. Каналы В могут использоваться как два отдельных голосовых канала, два канала передачи данных со скоростью 64 кбит/с, как два отдельных канала передачи голоса и данных, а также совместно для передачи данных со скоростью 128 кбит/с [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

Технологии xDSL позволяют значительно увеличить скорость передачи данных по медным парам телефонных проводов, при этом не требуя глобальной модернизации абонентской кабельной сети. Именно возможность преобразования существующих телефонных линий, при условии проведения определенного объема подготовительных технических мероприятий, в высокоскоростные каналы передачи данных и является основным преимуществом технологий xDSL [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

Данные технологии позволяют значительно расширить полосу пропускания медных абонентских телефонных линий. Любой абонент, пользующийся обычной телефонной связью, является потенциальным кандидатом на то, чтобы с помощью одной из технологий xDSL значительно увеличить скорость своего соединения с сетью Интернет. При этом предусмотрено и сохранение нормальной работы обычной телефонной связи, вне зависимости от "общения" пользователей с сетью Интернет.

Многообразие технологий xDSL позволяет пользователю (с учетом определенных ограничений, связанных с длиной и качеством абонентской линии) выбрать подходящую именно ему скорость передачи данных - от 32 Кбит/с до более чем 50 Мбит/с. Современные технологии xDSL дают возможность организовать высокоскоростной доступ в сеть Интернет для каждого индивидуального пользователя или каждого небольшого предприятия, превращая обычные телефонные кабели в высокоскоростные цифровые каналы. xDSL включает в себя целый набор различных технологий, позволяющих организовать цифровую абонентскую линию, которые различаются по расстоянию, на которое передается сигнал, скорости передачи данных, а также по разнице в скоростях передачи «нисходящего» (от сети к пользователю) и «восходящего» (от пользователя в сеть) потока данных. Технологии xDSL предоставляют телекоммуникационным компаниям возможности, от которых они просто не могут отказаться. Они создают быстрый и недорогой метод дополнительного использования существующей кабельной сети, а также базу для перехода к технологиям будущего. Игнорировать это было бы просто глупо [http://works.doklad.ru/view/I5rQ6NO9it0/2.html].

Спутниковые системы связи

Спутниковая связь - один из видов космической радиосвязи, основанный на использовании искусственных спутников Земли в качестве ретрансляторов. Спутниковая связь осуществляется между земными станциями, которые могут быть как стационарными, так и подвижными.

Спутниковая связь является развитием традиционной радиорелейной связи путём вынесения ретранслятора на очень большую высоту. Так как зона его видимости в этом случае - почти половина Земного шара, то необходимость в цепочке ретрансляторов отпадает - в большинстве случаев достаточно и одного [http://traditio.wiki/Спутниковая_связь].

Магистральная спутниковая связь.

Изначально возникновение спутниковой связи было продиктовано потребностями передачи больших объёмов информации. Первой системой спутниковой связи стала система Intelsat, затем были созданы аналогичные региональные организации (Eutelsat, Arabsat и другие). С течением времени доля передачи речи в общем объёме магистрального трафика постоянно снижалась, уступая место передаче данных [http://traditio.wiki/Спутниковая_связь].

С развитием волоконно-оптических сетей последние начали вытеснять спутниковую связь с рынка магистральной связи.

Системы VSAT.

Системы VSAT (Very Small Aperture Terminal - терминал с очень маленькой апертурой) предоставляют услуги спутниковой связи клиентам (как правило, небольшим организациям), которым не требуется высокая пропускная способность канала. Скорость передачи данных для VSAT-терминала обычно не превышает 2048 кбит/с.

Слова «очень маленькая апертура» относятся к размерам антенн терминалов по сравнению с размерами более старых антенн магистральных систем связи. VSAT-терминалы, работающие в C-диапазоне, обычно используют антенны диаметром 1,8-2,4 м, в Ku-диапазоне - 0,75-1,8 м [http://traditio.wiki/Спутнико-вая_связь].

В системах VSAT применяется технология предоставления каналов по требованию.

Системы подвижной спутниковой связи.

Особенностью большинства систем подвижной спутниковой связи является маленький размер антенны терминала, что затрудняет прием сигнала. Для того, чтобы мощность сигнала, достигающего приёмника, была достаточной, применяют одно из двух решений:

- спутники располагаются на геостационарной орбите. Поскольку эта орбита удалена от Земли на расстояние 35786 км, на спутник требуется установить мощный передатчик. Этот подход используется системой Inmarsat (основной задачей которой является предоставление услуг связи морским судам) и некоторыми региональными операторами персональной спутниковой связи [https://www.kazedu.kz/referat/182353/4].

- множество спутников располагается на наклонных или полярных орбитах. При этом требуемая мощность передатчика не так высока, и стоимость вывода спутника на орбиту ниже. Однако такой подход требует не только большого числа спутников, но и разветвленной сети наземных коммутаторов [https://www.kazedu.kz/referat/182353/4].

Спутниковая связь находит применение в организации «последней мили» (канала связи между интернет-провайдером и клиентом), особенно в местах со слабо развитой инфраструктурой.

Особенностями такого вида доступа являются:

- разделение входящего и исходящего трафика и привлечение дополнительных технологий для их совмещения. Поэтому такие соединения называют асимметричными;

- одновременное использование входящего спутникового канала несколькими (например 200-ми) пользователями: через спутник одновременно передаются данные для всех клиентов «вперемешку», фильтрацией ненужных данных занимается клиентский терминал [http://traditio.wiki/Спутниковая_связь].

По типу исходящего канала различают:

- терминалы, работающие только на прием сигнала (наиболее дешевый вариант подключения). В этом случае для исходящего трафика необходимо иметь другое подключение к Интернету, поставщика которого называют наземным провайдером. Для работы в такой схеме привлекается туннелирующее программное обеспечение, обычно входящее в поставку терминала. Несмотря на сложность (в том числе сложность в настройке), такая технология привлекательна большой скоростью по сравнению с dial-up за сравнительно небольшую цену;

- приемо-передающие терминалы. Исходящий канал организуется узким (по сравнению со входящим). Оба направления обеспечивает одно и то же устройство, и поэтому такая система значительно проще в настройке (особенно если терминал внешний и подключается к компьютеру через интерфейс Ethernet). Такая схема требует установки на антенну более сложного (приемо-передающего) конвертера [http://traditio.wiki/Спутниковая_связь].

И в том, и в другом случае данные от провайдера к клиенту передаются, как правило, в соответствии со стандартом цифрового вещания DVB, что позволяет использовать одно и то же оборудование как для доступа в сеть, так и для приема спутникового телевидения.

Недостатки спутниковой связи.

Слабая помехозащищённость.

Огромные расстояния между земными станциями и спутником являются причиной того, что отношение сигнал/шум на приёмнике очень невелико (гораздо меньше, чем для большинства радиорелейных линий связи). Для того, чтобы в этих условиях обеспечить приемлемую вероятность ошибки, приходится использовать большие антенны, малошумящие элементы и сложные помехоустойчивые коды. Особенно остро эта проблема стоит в системах подвижной связи, так как в них есть ограничение на размер антенны и, как правило, на мощность передатчика [http://traditio.wiki/Спутниковая_связь].

Влияние атмосферы.

На качество спутниковой связи оказывают сильное влияние эффекты в тропосфере и ионосфере [http://traditio.wiki/Спутниковая_связь].

Поглощение в тропосфере.

Степень поглощения сигнала атмосферой находится в зависимости от его частоты. Максимумы поглощения приходятся на 22,3 ГГц (резонанс водяных паров) и 60 ГГц (резонанс кислорода). В целом, поглощение существенно сказывается на распространении сигналов с частотой выше 10 ГГц (то есть, начиная с Ku-диапазона). Кроме поглощения, при распространении радиоволн в атмосфере присутствует эффект замирания, причиной которому является разница в коэффициентах преломления различных слоёв атмосферы [http://traditio.wiki/Спутниковая_связь].

Ионосферные эффекты.

Эффекты в ионосфере обусловлены флуктуациями распределения свободных электронов. К ионосферным эффектам, влияющим на распространение радиоволн, относят мерцание, поглощение, задержку распространения, дисперсию, изменение частоты, вращение плоскости поляризации. Все эти эффекты ослабляются с увеличением частоты. Для сигналов с частотами, большими 10 ГГц, их влияние невелико [http://traditio.wiki/Спутниковая_связь].

Сигналы с относительно низкой частотой (L-диапазон и частично C-диапазон) страдают от ионосферного мерцания, возникающего из-за неоднородностей в ионосфере. Результатом этого мерцания является постоянно меняющаяся мощность сигнала.

Задержка распространения сигнала.

Проблема задержки распространения сигнала так или иначе затрагивает все спутниковые системы связи. Наибольшей задержкой обладают системы, использующие спутниковый ретранслятор на геостационарной орбите. В этом случае задержка, обусловленная конечностью скорости распространения радиоволн, составляет примерно 250 мс, а с учётом мультиплексирования, коммутации и задержек обработки сигнала общая задержка может составлять до 400 мс.

Задержка распространения наиболее нежелательна в приложениях реального времени, например, в телефонной связи. При этом, если время распространения сигнала по спутниковому каналу связи составляет 250 мс, разница во времени между репликами абонентов не может быть меньше 500 мс [http://traditio.wiki/Спутниковая_связь].

В некоторых системах (например, в системах VSAT, использующих топологию «звезда») сигнал дважды передается через спутниковый канал связи (от терминала к центральному узлу, и от центрального узла к другому терминалу). В этом случае общая задержка удваивается.

Расчет диаграммы уровней

Исходные данные для расчета линии связи (таблица 3.1).

Таблица 3.1- Данные для расчета линии связи

Параметр	Значение
Центральный узел в Астане
Широта, град.	51,178
Долгота, град. в.д.	71,42
Вид модуляции	QPSK
Радиус антенны, м	3,7
Коэффициент усиления на передаче G_перз, дБ	49,3
КПД волнового тракта, η	0,9
Узел в регионе (Атырау)
Широта, град.	50,287
Долгота, град. в.д.	57,165
Вид модуляции	QPSK
Радиус антенны, м	1,8
Коэффициент усиления на приеме, G_прз дБ	45,3
КПД волнового тракта, η	0,9
Эквивалентная шумовая температура Т_прз, ^оК	10
Шумовая температура антенны, Т_аз, ^оК	43
Эквивалентная шумовая полоса приемника f_шз, МГц	34
Спутниковый сегмент (KazSat-2)
Позиция на орбите, град. в.д.	86,5
Диапазон частот, ГГц	14/11
Число стволов Ku-band	16
ЭИИМ, дБВт	49
Полоса частот ствола, МГц	54
Коэффициент усиления на передаче G_перб, дБ	18
Коэффициент усиления на приеме, G_прб, дБ	18
КПД волнового тракта, η	0,9
Эквивалентная шумовая температура Т_прб, ^оК	30
Шумовая температура антенны, Т_аб, ^оК	120
Суммарное отношение (Р_с/Р_ш)_Σ, дБ	10
Эквивалентная шумовая полоса приемника f_шз, МГц	17,5

Спутниковя линия состоит из двух участков: Земля-спутник и спутник-Земля.

Расчет угла места (в соответствии с рисунком 3.1) и азимута на спутник с земных станций.

Рисунок 3.1. Пояснение угла места антенны

(3.1)

(3.2)

, (3.3)

где γ- долгота подспутниковой точки, град; δ- долгота земной станции, град; ξ- широта земной станции, град.

Из рисунка 3.1 видно, что угол места антенны - это угол между осью излучения и механической осью антенны.

Подставляя численные значения в формулы получим:

Для Астаны:

Для Атырау:

Затухание энергии в свободном пространстве определяется уменьшением плотности потока мощности при удалении от излучателя:

L₀=16π²d²/λ², (3.4)

где λ- длина волны (λ=с/f, с=3·10⁸ м); d- наклонная дальность (расстояние меж-ду передающей и приемной антеннами).

Найдем значения L₀ для обоих участков. Для этого сначала вычислим расстояние d. Так как спутник геостационарный, то величина d, км, называемая часто наклонной дальностью, рассчитывается по формуле:

, (3.5)

где θ- разность по долготе между спутником и земной станцией.

Для Астаны эта величина будет равна:

км.

Для Атырау:

км.

Полная эквивалентная шумовая температура приемной системы, состоя-щей из антенны, волноводного тракта и собственно приемника, пересчитанная ко входу приемника:

, (3.6)

где Т_А- эквивалентная шумовая температура антенны; Т₀- абсолютная темпера-тура среды (290 ^оК); Т_пр- эквивалентная шумовая температура собственно при-емника, обусловленная его внутренними шумами; ŋ_в- коэффициент передачи волнового тракта.

Для приемника в Атырау:

^оК.

Для приемника на борту KazSat-2:

^оК.

Мощность передатчика:

, (3.7)

где L_доп- дополнительное затухание, дБ; k=-1- постоянная Больцмана; Т_∑- суммарная шумовая температура борта, дБ; ∆f_ш.з- шумовая полоса ЗС, дБ; G_пер.з- коэффициент усиления на передачу ЗС, дБ; G_пр.б- коэффициент усиле-ния на прием спутника, дБ; η_пер.з- затухание в ВЧ-части земной станции на передачу, дБ; η_пр.б- затухание в ВЧ-части спутника на прием, дБ; а=7 дБ- ко-эффициент запаса; (Р_с/Р_ш)- отношение сигнал/шум на входе приемника, дБ.

Мощность передатчика в Астане:

дБ

Мощность передатчика на борту спутника:

дБ

Диаграмма уровней прохождения сигнала показана на рисунке 3.2.

Приемник в регионе (Атырау)

Передатчик в Астане

Волноводные тракты

Ретранслятор на KazSat-2

Рисунок 3.2. Диаграмма уровней прохождения сигнала

Исходя из рисунка 3.2 сигнал, передаваемый на борт спутника, получает усиление в усилительном тракте передачи. Проходя по волноводному тракту, он ослабевает на значение КПД тракта. Подходя к передающей антенне сигнал усиливается при помощи BUC. Антенна транслирует сигнал на спутник и при прохождении в свободном пространстве сигнал ослабевает в атмосфере, в дожде, в облаках. Попадая на антенну борта спутника, сигнал усиливается и передается по волноводному тракту на ретранслятор, где получает дополнительное усиление. В передающей антенне спутника сигнал снова усиливается и транслируется на приемную антенну ЗССС, где сигнал получает усиление при помощи LNB. Для восстановления исходной формы сигнала в приемнике сигнал усиливается в последний раз.

Эти расчеты можно провести и для других участков: терминалы вдоль трубопровода - спутник - Атырау и Атырау - спутник - терминалы вдоль трубопровода. Но результаты этих расчетов не будут сильно отличаться от полученных выше, поэтому нет смысла проводить эти расчеты.

Экономическая часть

Капитальные затраты

Затраты на оборудование представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Затраты на оборудование

Наименование	Цена, тыс. тг.	Количество, шт.	Сумма, тыс. тг.
Датчик температуры	85	10	850
Датчик утечки жидкости	75	10	750
Датчик давления	67	10	670
Преобразователь	160	10	1600
Устройство контроля	280	10	2800
Клапан	50	10	500
Контроллер	120	10	1200
Программное обеспечение	800	-	800
Итого			9170

Общие капитальные затраты:

К = З_об+ З_п+ З_мон+ З_т (5.1)

где З_об - затраты на оборудование, 9170 тыс. тг.; З_п - затраты на проектирование (2 % от затрат на оборудование); З_мон - затраты на монтажные работы (5 % от затрат на оборудование); З_тр - затраты на транспортные расходы (5 % от затрат на оборудование).

З_п= 0,02 ∙ 9170 = 183 тыс. тг.

З_мон= 0,05 ∙ 9170= 458 тыс. тг.

З_т= 0,05 ∙ 9170= 458 тыс. тг.

К = 9170 + 183 + 458 + 458 = 10269 тыс. тг.

Эксплуатационные расходы

Э_р= ФОТ + О_соц+ М_з + З_э + А + Р_н + Н_рч (5.2)

где ФОТ - фонд оплаты труда; О_соц - отчисления на социальные нужды (11 % от ФОТ); М_з - материальные затраты (0,5 % от затрат на оборудование); З_э - затраты на электроэнергию; А - амортизационные отчисления (15 % от затрат на оборудование); Р_н - накладные расходы; Н_рч - налог за пользование радиочастотным спектром.

Расчет ФОТ.

Состав сотрудников представлен в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Состав сотрудников

Должность	Количество сотрудников, чел	Заработная плата, тыс. тг.	Сумма за год, тг.
Главный инженер	1	160	1920
Инженер	1	140	1680
Монтажник	2	110	2640
Программист	1	80	960
Итого	5	-	7200

ФОТ определяется по формуле:

ФОТ = О_зп+ Д_зп (5.3)

где О_зп - основная заработная плата, 7200 тыс. тг.; Д_зп- дополнительная заработная плата (20 % от основной заработной платы).

Д_зп = 7200 ∙ 0,2 = 1440 тыс. тг.

Отсюда:

ФОТ = 7200 + 1440 = 8640 тыс. тг.

Отчисления на социальные нужды (социальный налог) составляет 11 % от ФОТ без учета пенсионных отчислений (10 % от ФОТ).

О_соц = 0,11 ∙ (ФОТ - 0,1 ∙ ФОТ) (5.4)

О_соц = 0,11 ∙ (8640 - 0,1 ∙ 8640) = 854 тыс. тг.

Материальные затраты составляют 5 % от капитальных затрат:

М = 0,05 ∙ К (5.5)

М = 0,05 ∙ 10269 = 513 тыс. тг.

Затраты на электроэнергию рассчитываются по формуле:

З_э = Р ∙ t ∙ Т_ср (5.6)

где Р- потребляемая мощность, 5 кВт; t - время работы в году: [365 дн. - 20 дн. (праздничные дни, возможные дни отключения электричества и др.)´24 час.)]= = 8280 час; Т_ср - средний тариф на электроэнергию в Атырау.

Средний тариф на электроэнергию для юридических лиц, при трехзонной системе учета, складывается из дневной ставки с 7-00 до 19-00 - 17,1 тг/(кВт∙ч), вечерней ставки с 19-00 до 23-00 - 35,76 тг/(кВт∙ч) и ночной ставки с 23-00 до 7-00 - 5,15 тг/(кВт∙ч) [«Электроэнергия подорожала в Атырауской области - новости Казахстана». www.tengrinews.kz/kazakhstan_news/].

Средний тариф составит:

Т_ср = (12 ∙ 17,1 + 4 ∙ 35,76 + 8 ∙ 5,15)/24 = 16,4 тг/(кВт∙ч)

З_э = 5 ∙ 8280 ∙ 16,4 = 678960 тг. ≈ 679 тыс. тг.

Амортизационные отчисления составляют 15 % от затрат на оборудование:

А = 0,15 ∙ З_об (5.7)

А = 0,15 ∙ 9170 = 1375 тыс. тг.

Накладные расходы составляют 10 % от ФОТ:

Р_н = 0,1 ∙ ФОТ (5.8)

Р_н = 0,1 ∙ 8640 = 864 тыс. тг.

Налог за пользование радиочастотным спектром для спутниковой связи составляет 150 минимальных расчетных показателей. 1 МРП = 2269 тенге в год.

Соответственно:

Н_рч = 2269 ∙ 150 = 340350 тг. ≈ 340 тыс. тг.

Годовые эксплуатационные расходы составят:

Э_р = 8640 + 854 + 513 + 679 + 1375 + 864 + 340 = 13262 тыс. тг.

В таблице 5.3 представлены составляющие эксплуатационных расходов.

Таблица 5.3 - Составляющие эксплуатационных расходов

Составляющие	Значение, тыс. тг.
ФОТ	8640
Отчисления на социальные нужды	854
Материальные затраты	513
Затраты на электроэнергию	679
Амортизационные отчисления	1375
Накладные расходы	864
Налог за пользование радиочастотным спектром	340
Итого	13265

Экономическая эффективность

Доходы.

Доход за установку оборудования:

Д_у = С ∙ N_у (5.9)

где С - стоимость установки оборудования, 55 тыс. тг.; N_у - число установок, 10 шт.

Д_у = 55 ∙ 10 = 550 тыс. тг.

Доход от платы за обслуживание установок:

Д_об = Пл ∙ N_у ∙ 12 (5.10)

где Пл - ежемесячная плата за обслуживание установок, 140 тыс. тг; N_у - количество установок, 10 шт; 12 - количество месяцев в году.

Д_об = 140 ∙ 10 ∙ 12 = 16800 тыс. тг.

Общий доход составляет:

Д = Д_у + Д_об (5.11)

Д = 550 + 16800 = 17350 тыс. тг.

Прибыль:

Пр = Д – Э_р (5.12)

Пр = 17350 - 13262 = 4086 тыс. тг.

Чистая прибыль:

ЧП = Пр - Н_пр (5.13)

где Н_пр - налог на прибыль, 20 % от прибыли предприятия.

Н_пр = 0,2 ∙ Пр (5.14)

Н_пр = 0,2 ∙ 4086 = 818 тыс. тг.

ЧП = 4086 - 818 = 3268 тыс. тг.

Коэффициент экономической эффективности:

К_эф= ЧП/К (5.15)

К_эф= 3268/10269 = 0,31

Срок окупаемости проекта:

Т_ок = 1/К_эф (5.16)

Т_ок = 1/0,31 = 3,2 года

Себестоимость 100 тенге доходов:

С = Э_р/Д ∙ 100 (5.17)

С = 13262/17350 ∙ 100 = 76,4 тг.

Вложенные в проект средства окупятся за 3,2 года. Себестоимость 100 тенге доходов составляет 76,4 тг. Это хороший показатель.

Экономические показатели проекта без учета дисконтирования приведены в таблице 5.4.

Таблица 5.4 - Экономические показатели проекта

Показатели	Значение
Капитальные затраты, тыс. тг.	10269
Эксплуатационные расходы, тыс. тг.	13262
Доход, тыс. тг.	17350
Прибыль, тыс. тг.	4086
Чистая прибыль, тыс. тг.	3268
Коэффициент экономической эффективности	0,31
Срок окупаемости, лет	3,2

Проведем расчеты с учетом дисконтирования.

Общая накопительная величина дисконтированной прибыли:

PV = (5.18)

где r- ставка дисконты, 0,15; n - год; (1+r)ⁿ = a - коэффициент диконтирования.

1-й год: PV = = 3194 тыс. тг.

2-й год: PV = = 2823 тыс. тг.

3-й год: PV = = 2502 тыс. тг.

4-й год: PV = = 2183 тыс. тг.

5-й год: PV = = 2181 тыс. тг.

Тогда чистая текущая стоимость проекта:

NPV = (5.19)

NPV = (3194 + 2823 + 2502 + 2183) - 10269 = 513 тыс. тг.

Определим индекс рентабельности проекта - отношение суммарного дисконтированного дохода к суммарным дисконтированным затратам:

формуле (6.20):

PI = (6.20)

PI = (3194 + 2823 + 2502 + 2183)/10269 = 1,05

Определим дисконтированный период окупаемости по формуле (6.21)

DPP = t - (6.21)

где t - год, за который капитальные вложения окупятся; ЧП_n - чистая прибыль по годам.

Учитывая, что по результатам вычисления без учета дисконтирования, проект окупится за 3,2 года (на четвертом году), возьмем t = 3,5 года.

DPP = 4 - = 3,3 лет.

Итоговые показатели экономической эффективности проекта:

- NPV = 513 тыс. тг.;

- PI = 1,05;

- DPP = 3,3 лет.

Таким образом, дисконтированный срок окупаемости проекта получился равным 3,3 лет, рентабельность проекта PI = 1,05 - больше единицы.

Можно сделать вывод, что данный проект экономически эффективен.

Диаграмма экономических показателей проекта приведена на рисунке 6.1.

13262

Эксплуатационные расходы

Капитальные затраты

Чистая прибыль

Прибыль

Рисунок 5.1. Диаграмма экономических показателей проекта

Выводы и предложения

Транспортировка нефти является ключевой составляющей экономики страны. Проблема контроля и управления в данной сфере является актуальной, т.к. магистральные нефтепроводы прокладываются на дальние расстояния и зачастую на приличном расстоянии от жилых регионов. Другими словами, данные нефтепроводы требуют постоянного контроля и не всегда удобно реализовывать это с помощью квалифицированных кадров, потому что постоянные осмотры труб под землей требуют высоких материальных затрат. Именно поэтому внедряется система отдаленного контроля трубопроводов, которая не будет нуждаться в непосредственном наблюдении.

В дипломном проекте проведен анализ построения систем передачи данных для автоматизированных систем контроля и управления трубопроводами на удаленных объектах. Предложено использование устройств обмена пакетными сообщениями, которые используются на объектах, где другие способы связи недоступны, ненадежны или требуют непомерно высоких затрат. Предложена схема сети передачи данных с использованием спутникового канала связи. Терминалы спутниковых сообщений позволяют иметь недорогой резервный канал связи на случай обрыва основной наземной линии или ухудшения качества связи из-за погоды, чрезвычайных происшествий и по другим причинам. Именно поэтому представленная система управления и контроля является более перспективной в сравнении с традиционными.

В качестве спутникового ретранслятора выбран космический аппарат «KazSat-2», охватывающий всю территорию Республики Казахстан и обладающий хорошими энергетическими характеристиками.

Выбрано необходимое оборудование для реализации проекта, включающее датчики, устанавливаемые на газо- и нефтепроводе, спутниковые терминалы, антенны. Выполненный энергетический расчет спутниковой линии передачи данных позволил определить мощность передатчиков, которая составила 14 Вт. Также определены диаметры приемных антенн для центральной станции 1,8 м и для удаленных станций - 0,5 м.

Эффективность проекта заключается в переводе технологического процесса на автоматическое управление, что в свою очередь приводит к повышению рентабельности.

В экономической части проекта проведен расчет экономической эффективности проекта. Для реализации данного проекта необходимы капитальные вложения в размере 10269 тысяч тенге. Сумма годовых эксплуатационных расходов составила 13262 тысяч тенге. Чистая прибыль от данной системы составит 3268 тысяч тенге. Экономическая эффективность свидетельствует об инвестиционной привлекательности проекта, так как проект окупается за 3,8 лет.