Расчёт информационных потоков в сети передачи данных

Информационные потоки в сети передачи данных рассчитываются на основе информационной нагрузки от периферийных контроллеров, включенных в СПД. В настоящее время широко распространены три типа периферийных контроллеров: устройство сбора данных диагностики от перегонных устройств КТСМ от станционных устройств СЦБ (в дальнейшем теледиагностики ТД), устройство сбора данных от аппаратуры «ДИСК» и комплекса технических средств «КТСМ-01» (в дальнейшем АСК ПС).

Информационная нагрузка от устройства АСК ПС определяется из объема данных на один поезд и частоты следования поездов. Данные на один поезд состоят из следующих пакетов: пакет на заход поезда 8 символов, пакет на вагон с дефектами (9…25 символов), пакет на «хвост» поезда (26 символов). Каждый пакет обрамляется служебными символами (9 символов) и полем «маршрут» (3…10 символов). Для упрощения расчетов принимаем среднюю длину пакета равную 45 символам. В среднем на один контроллер формирует три пакета. Минимальный период следования поездов 6 мин.

Информационная нагрузка от устройства ТД определяется из объема данных на один контролируемый параметр и средней частоты изменений. Длина данных в пакете составляет 18 символов. С учетом маршрута и служебных символов полная длина пакета составит 37 символов.

Пропускную способность СПД централизованного типа с ячеистой топологией определяем в самом «узком» месте при отсутствии или неисправном обходном канале. Это место — канал между первым и вторым концентратором, считая от сервера СПД. Обычно скорость и формат обмена 1200 бит/с. 1 стартовый бит, 8 бит данных, нечетный паритет, 2 стоп-бита, что составляет:

1200/(1+8+1+2)=100 (символов в секунду).

На каждый информационный кадр передается ответный кадр длиной 4 символа. Время переключения прием/передача составляет 0,02 с. Таким образом, на передачу одного информационного кадра ТС требуется:

(37+4)/100+0.02=0,43 с.

На передачу одного информационного кадра от устройств АСК ПС требуется:

(45+4)/100+0.02=0,51с.

Рассмотрим случай включения в СПД только устройств АСК ПС. На передачу данных об одном поезде требуется затратить времени.

0,51•3=1,53 с.

С учетом интервала движения 6 мин получается, что максимальное допустимое число контроллеров в СПД:

6•60/1,51=235.

Полученное значение говорит о том, что информационная нагрузка АСК ПС мала и рассчитывать допустимое число контроллеров надо по времени доставки.

В ячеистой топологии пакеты передаются из узла в узел, и общее время доставки составляется из числа переприемов. Если принять максимальное время доставки сообщения 10 с, то число переприемов, т. е. число концентраторов в цепочке:

10/0,51=19.

Рассмотрим случай включения в СПД устройств ТД и АСК ПС. Вычислим максимальное число станций в СПД, при условии, что на каждой станции один контроллер СЦБ и два устройства типа ДИСК или КТСМ. Тогда в среднем каждые 3 минуты от одной станции будет поступать 3 пакета от КТСМ и 18 пакетов от СЦБ. Максимально допустимое число станций в одной цепочке получается:

3•60/(3•0,51+18•0,43)=19.

Приведенные расчеты по информационной нагрузке справедливы как для ячеистой топологии, так и для «шины».

Расчет времени доставки команд телесигнализации.

Время доставки команды ТД от контроллера ТУ-ТД зависит от количества контроллеров подключенных к многоточечному каналу и информационной нагрузки в данный момент времени. Контроллер ТД формирует пакеты двух типов: «полные» — для передачи информации о всех контролируемых объектах ТД и «короткие» — для передачи информации от объектов ТД, изменивших свое состояние. «Полные» пакеты передаются с периодом 60 с., если не происходит изменение состояния контролируемых объектов. Длина «полного» пакета составляет 88 символов, «короткого» — 30 символов. Для вычисления среднего времени доставки пакетов ТД можно считать, что на каждые 5 «коротких» пакетов передается 1 «полный». Тогда средняя длина пакета ТД равна.

(88+30•5)/6=40 символов.

Для упрощения расчетов также примем, что время передачи пакета от контроллера ТУ-ТД до КИ на скорости 9600 бит/с пренебрежимо мало и не будем его учитывать.

При включении в СПД 16 станций и наличии двух групповых каналов время доставки пакетов ТД будет равновероятно распределяться между крайними значениями в зависимости от фазы опроса КИ. Минимальное значение — время приема пакета от одного КИ:

Тмин = 40 • 0,01 — 0,4 с.

Максимальное — суммарное время приема пакетов от половины КИ:

Тмакс = 40 • 8 • 0,01 =3,2 с.

Среднестатистическое время доставки:

Тср = (0,04+3,2)/2=1,62 с.

При наличии только одного группового канала или выходе из строя второго время доставки увеличивается в 2 раза.