Изучение возможности реализации бинарного приёма шумоподобного сигнала

Содержание

Введение

. Теоретические основы ШПС

.1 Определение шумоподобных сигналов

.2 Помехозащищённость

.3 Помехоустойчивость ШСС

.4 Скрытность системы связи

.5 Кодовое разделение абонентов

.6 Эффективность ААСС

.7 Борьба с многолучевостью

.8 Электромагнитная совместимость

. Реализация проекта

.1 Функциональная структура исследуемой модели

.2 Выбор средств реализации проекта

.2.1 Quartus

.2.2 Max + plus II

.2.3 MATLAB

.2.4 Simulink

.2.5 DSP Builder

.3 Математически модель в среде Simulink

. Реализация и тестирование

.1 Особенности реализации проекта

.2 Тестирование

. Экономическая часть

.1 Особенности ПО как объектов разработки и производства

.2 Расчет стоимости программного обеспечения

.2.1 Общие положения

.2.2 Расчет сметной стоимости программного обеспечения

. Охрана труда

.1 Производственная санитария

.1.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

.1.2 Требования к освещенности

.1.3 Требования к параметрам микроклимата

.1.4 Требования к организации оборудования рабочих мест

.2 Требования к организации труда

.2.1 Требования безопасности перед началом работы

.2.2 Требования безопасности при выполнении работы

.2.3 Требования безопасности в аварийных ситуациях

.2.4 Требования безопасности по окончании работы

.3 Электробезопасность

.4 Пожарная безопасность

. Защита населения и хозяйственных объектов в чрезвычайных ситуациях

.1 Виды чрезвычайных ситуаций

.2 Порядок оповещения населения о чрезвычайных ситуациях

.3 Способы защиты пользователей данного программного продукта в чрезвычайных ситуациях

.4 Эвакуация населения

Заключение

Литература

Введение

шумоподобный сигнал кодовый связь

Общеизвестно, что отличительной особенностью современного общества является его высокая информационность. Благодаря успехам радио и микроэлектроники в настоящее время созданы настолько совершенные системы, о создании которых еще полвека назад можно было в лучшем случае предполагать. В эти системы вложена лучшая научная и инженерная мысль, накопленная за весь прошлый век. К счастью или к сожалению, они во многом определяют качество жизни современного человека, так как доступ к большинству технических новшеств имеет каждый желающий. Одним из лучших примеров среди разнообразных средств связи и доступа к информации являются системы мобильной радиосвязи, базирующиеся на технологии CDMA, основой которой, в свою очередь, являются шумоподобные сигналы (ШПС).

Целью данного дипломного проекта является изучение возможности реализации бинарного приёма ШПС сигнала.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

-   выбрать программное обеспечение;

-       разработать функциональную схему;

-       создание математической модели;

-       произвести испытания модели;

-       рассчитать затраты на исследования.

Поэтому целью данной работы является изъяснение указанных вопросов, а также попытка отделить принципиально важное от второстепенного, что должно составить целостную и выверенную картину возможности реализации бинарного приёма ШПС сигнала[1.1].

1. Теоретические основы ШПС

1.1 Определение шумоподобных сигналов

Шумоподошыми сигналами (далее - ШПС) называют такие сигналы, у которых произведение ширины спектра F на длительность Т много больше единицы. Это произведение называется базой сигнала и обозначается В, т. е.

= F ´ T

У ШПС В>>1. Шумоподобные сигналы иногда называют сложными в отличие от простых сигналов с В=1. Поскольку у сигналов с ограниченной длительностью спектр имеет неограниченную протяженность, то для определения ширины спектра используют различные методы и приемы. Для реальных ШПС, состоящих из конечного числа элементов, всегда можно однозначно определить и F, и В.

В системах связи с ШПС ширина спектра ШПС F всегда много больше ширины спектра передаваемого сообщения. В цифровых системах связи, передающих информацию в виде двоичных символов, длительность ШПС и скорость передачи информации R связаны соотношением Т=1/R. Поэтому база ШПС:

= F/ R,

характеризует расширение спектра ШПС относительно спектра сообщения. В аналоговых системах связи, у которых верхняя частота сообщения равна W и частота отсчета равна 2W,

= F/ 2W,

и если В>>1, то F>>R и F>>2W. Именно поэтому системы связи с ШПС в зарубежной литературе получили название системы связи с расширенным (или распределенным) спектром, а в отечественной литературе - широкополосные системы связи. B дальнейшем термин «широкополосные системы связи (ШСС)» будет относиться только к системам связи с ШПС. Шумоподобные сигналы получили применение в широкополосных системах связи рисунок 1.1, так как обеспечивают высокую помехозащищенность систем связи; позволяют организовать одновременную работу многих абонентов в общей полосе частот при асинхронно-адресном принципе работы системы связи, основанном на кодовом разделении абонентов; позволяют успешно бороться с многолучевым распространением радиоволн путём разделения лучей; обеспечиваю совместимость передачи информации с измерением параметров движения объекта в системах подвижной связи; обеспечивают электромагнитную совместимость (далее -ЭМС) ШПС с узкополосными системами радиосвязи и радиовещания, системами телевизионного вещания, обеспечивают лучшее использование спектра частот на ограниченной территории по сравнению с узкополосными системами связи[1.2].

Рисунок 1.1 - область применения систем связи с ШПС

1.2 Помехозащищённость

Это способность системы связи противостоять воздействию мощных помех. Помехозащищенность включает в себя скрытность системы связи и се помехоустойчивость, так как для создания мощных помех надо сначала обнаружить систему связи и измерить основные параметры её сигналов, а затем организовать мощную, наиболее сильнодействующую помеху. Чем выше скрытность и помехоустойчивость, тем выше помехозащищенность системы связи[1.3].

1.3 Помехоустойчивость ШСС

Она определяется широко известным соотношением, связывающим отношение сигнал-помеха на выходе приемника (на выходе согласованного фильтра или коррелятора) q2 с отношением сигнал-помеха да входе приемника p2:

q2 = 2B ´ p2

p2 = Pc / Pп,

q2 = 2E / Nп,

Соответственно

E = Pc ´ T

Nп = Pп / F

Отношение сигнал-помеха на выходе q2 определяет рабочие характеристики приема ШПС, а отношение сигнал-помеха на входе p2 - энергетику сигнала и помехи. Величина q2 может быть получена согласно требованиям к системе (10…30 дБ) даже если p2<<1. Для этого достаточно выбрать ШПС с необходимой базой B, удовлетворяющей (1.4). Как видно из соотношения (1.4), прием ШПС согласованным фильтром или коррелятором сопровождается усилением сигнала (или подавлением помехи) а 2B раз. Именно поэтому величину называют коэффициентом усиления ШПС при обработке или просто усилением обработки.

КШПС = q2/ p2

Из (1.4), (1.5) следует, что усиление обработки КШПС = 2В. В ШСС приём информации характеризуется отношением сигнал-помеха h2 = q2 /2, т.е.

= B ´ p2,

На рисунке 1.2 представлены зависимости усиления обработки и базы ШПС В от отношения сигнал-помеха на входе p2 дБ при значениях q2 (сплошные линии) и h2 (штриховые линии), равных 10, 20 и 30 дБ, построенные согласно (1.4), (1.6).

Рисунок 1.2 - Зависимость усиления обработки и базы ШПС от отношения сигнал-помеха на выходе приемника

Соотношения (1.4), (1.6) являются фундаментальными в теории систем связи с ШПС. Они получены для помехи в виде белого шума с равномерной спектральной плотностью мощности в пределах полосы частот, ширина которой равна ширине спектра ШПС. Вместе с тем эти соотношения справедливы для широкого круга помех (узкополосных, импульсных, структурных), что и определяет их фундаментальное значение. В общем случае, усиление обработки ШПС для произвольных помех:

КШПС ≈ 2B,

где степень приближения зависит как от вида помех, так и от базы ШПС. В таблице 1.1 приведены значения усиления обработки для некоторых зарубежных систем связи и навигации.

Таблица 1.1 - Параметры систем связи с ШПС

В таблице 1.1 введены обозначения: ФМ - фазоманипулированный сигнал, ЧМ - частотно-манипулированный сигнал. Приведённые в таблице параметры соответствуют в основном системам связи шестидесятых годов (первые четыре строки) и только в пятой строке приведены параметры современной системы GPS (Global Position System) - многоспутниковой радионавигационной системы[1.2].

Рисунок 1.3 - Помехоустойчивость систем связи с ШПС: ЧМ и АМ

На рисунке 1.3 приведены графики помехоустойчивости систем связи с ШПС, с частотной модуляцией (ЧМ) и с амплитудной модуляцией (АМ). Для сравнения ЧМ и ШПС взяты одинаковые полосы частот, что соответствует В=100. Помехоустойчивость системы связи с ШПС рассчитана согласно (1.4), причём положено, что информация передаётся с помощью широтно - мпульсной модуляцией (ШИМ). Известно, ЧМ обладает высокой помехоустойчивостью и обеспечивает высокое качество воспроизведения информации при условии, что отношение сигнал-помеха на входе выше порогового значения p2пор = 10…15 дБ. При уменьшении p2 ниже порогового значения помехоустойчивость системы связи с ЧМ резко падает рисунке 1.2. система с АМ и эквивалентной базой В=1 работает лишь при p2 > 0 дБ, зависимость q2 от p2 линейная. Система связи с ШПС обеспечивает надёжный приём информации и при p2 < 0 дБ. Например, если положить q2 = 10 дБ, то и система связи будет работать при отношении сигнал-помеха на входе -13 дБ, т.е. p2 = 0,05. Таким образом, одним из основных назначений систем связи с ШПС является обеспечение надёжного приема информации при воздействии мощных помех, когда отношение сигнал-помеха на входе приёмника p2 может быть много меньше единицы[1.2].

Необходимо ещё раз отметить, что приведённый соотношения строго справедливы для помехи в виде гаусовского случайного процесса с равномерной спектральной плотностью мощности[1.3].

1.4 Скрытность системы связи

Это способность противостоять обнаружению и измерению параметров. Скрытность - понятие очень емкое, так как включает в себя большое множество особенностей обнаружения ШПС и измерения их параметров. Поскольку обнаружение ШПС и измерение параметров возможны при различной первоначальной осведомленности (априорной неопределенности) о системе связи, то можно указать только основные соотношения характеризующие скрытность. Когда известно, что в данном диапазоне частот может работать система связи, но параметры ее неизвестны, то в этом случае можно говорить об энергетической скрытности системы связи, так как ее обнаружение возможно с помощью анализа спектра (энергетическое обнаружение). Характеристика обнаружения (вероятности ложной тревоги и пропуска сигнала) полностью определяется отношением сигнал-помеха на входе приемника-анализатора, где помеха представляет собой собственный шум приёмника, а R- постоянная Больцмана, Т0 - температура окружающей среды, Nш - коэффициент шума приёмника. Время обнаружения ШПС при условии р2<<1 приближенно определяется соотношением Тобн≈F-1(p2)-22q4 или

Тобн ≈ aF,

где размерная постоянная а=2[q2RT0(Nш-1)/Pc]2 зависит как от шумовых свойств приёмника, мощности сигнал на входе, так и от требуемого отношения сигнал-помеха на выходе q2. Таким образом, чем шире ширина спектра ШПС, тем больше время обнаружения, тем выше энергетическая скрытность системы связи.

Если ШПС системы связи воспроизводятся приемником-анализатором уверенно, то время анализа приближенно определяется соотношением, аналогичным по виду соотношению (1.8), но a=bT[RT0(Nш-1)/Pc], b - постоянная величина. Чем шире спектр ШПС, тем больше база, тем больше время анализа, тем выше параметрическая скрытность системы связи.

Для борьбы с радиоразведкой в помеха защищенных системах связи применяют также смену ШПС. Частота смены ШПС, их выбор из некоторого ансамбля (системы сигналов) определяется многими требованиями к системе связи и не может быть однозначно определен. Однако полагают, что число сигналов в системе (или объем системы сигналов) должно быть много больше базы ШПС. Можно предположить, что для помеха защищенных систем связи объем системы сигналов L определяется степенным законом:

~ Bm

где т - некоторое число, по крайней мере удовлетворяющее условию m>>2, хотя для работы может использоваться гораздо меньшее число ШПС.

Следовательно, использование ШПС повышает помехоустойчивость и скрытность системы связи, т. е. её помехозащищенность. Как следует из материалов зарубежной печати, ШПС используют в спутниковых системах связи, в авиационных системах связи, в радиорелейных линиях, в спутниковых навигационных системах. По-видимому, применение ШПС в помеха защищенных системах связи будет расширяться[1.5].

1.5 Кодовое разделение абонентов

Помеха защищенные системы связи являются специальными, а не коммерческими. Поэтому на раннем этапе развития систем связи с ШПС полагали; что ШПС не найдут широкого применения в коммерческих системах связи. Однако с развитием асинхронных - адресных систем связи внедрение ШПС в системы массовой радиосвязи стало возможным. Основу для этого представляет кодовое разделение абонентов за счет ШПС, отличающихся но форме.

При больших базах можно построить большое число различных ШПС. Например, пусть ШПС представляет собой фазоманипулированный сигнал, состоящий из радиоимпульсов, фазы которых О или π, а число их равно В. Можно построить множество сигналов (так .называемый полный код), число сигналов в котором равно 2В, а сигналы Между собой отличаются хотя бы в одном импульсе. Если положить В=100, то имеем 2100~1030 различных сигналов. Из такого большого множества можно отобрать систему сигналов так, чтобы каждому абоненту в системе связи выделить свои собственные сигналы. При этом все абоненты могут работать в общей полосе частот, а разделение их возможно за счет различия ШПС по форме. Такое разделение абонентов называется кодовым. При этом ШПС является по сути дела адресом абонента и в этом случае принципиально нет необходимости в принудительной временной синхронизации абонентов. Поэтому подобные системы связи получили название асинхронных адресных систем связи (далее - ААСС). Они основаны на применении ШПС и кодовом разделении абонентов.

В ААСС все абоненты работают в общей полосе частот. Поэтому при передаче информации ШПС различных абонентов перекрываются по времени и по частоте и создают взаимные помехи. Однако при использовании ШПС с большими базами возможно свести уровень взаимных помех до требуемого, чтобы обеспечить необходимое качество приема информации. Если предположить, что на входе одного из приёмников системы связи действует l мешающих ШПС с одинаковыми мощностями, то отношение сигнал-помеха на выходе приёмника.

h2 = B/l,

Таким образом, увеличивая базу ШПС, всегда можно добиться требуемого качества приёма информации.

Рисунок 1.4 - Помехоустойчивость ААСС

На рисунке 1.4 представлены зависимости базы ШПС от числа активных абонентов, построенные согласно (1.10). Графики рисунок 1.4 позволяют определить помехоустойчивость ААСС[1.2].

1.6 Эффективность ААСС

Как следует из (1.10), повышение помехоустойчивости ААСС при заданном числе активных абонентов возможно только за счет увеличения базы ШПС При заданной скорости передачи информации увеличение базы приводит к пропорциональному расширению спектра ШПС в соответствии с определением (1.2). Возникает вопрос об эффективности использования радиоспектра в системах связи с ШПС.

В системах связи эффективность использования радиоспектра характеризуется удельной плотностью активных абонентов у, равной числу активных абонентов, приходящихся на 1 МГц полосы частот, т. е.

у = l/F,

где l - число активных абонентов, одновременно работающих в полосе частот шириной F. Заменяя F в (1.11) согласно (1.10), имеем

у = T/ h2,

Часто удельная плотность активных абонентов называется просто эффективностью системы связи. Из (1.12) следует, что эффективность ААСС тем меньше, чем больше требуемое отношение сигнал-помеха на выходе приемника. Таким образом, ААСС более перспективны в тех случаях, когда не требуется высокое качество передали информации, что характерно для систем массовой .радиосвязи. Для примера, в радиотелефонной системе подвижной связи с частотным .разделением каналов максимальная эффективность уmax = 250 аб/МГц, так как минимальная ширина каждого канала равна 4 кГц и в 1 МГц можно разместить 250 частотных каналов, т. е. активных абонентов. Однако, для повышения помехоустойчивости используется частотная модуляция (ЧМ) ,и соседние частотные каналы разнесены на 25 кГц. При этом в 1 МГц можно разместить 40 частотных каналов, т. е. учм = 40 аб/МГц, Ранние системы связи с ШПС («RADA», «RACEP»и др.) имели низкую эффективность, у них ушпс ~ 7…9 аб/МГц. Из (1.12) следует, что высокую эффективность систем связи с ШПС непосредственно получить трудно. Например, если положить Т = ¼ кГц = 260 мс, а h2 = 10, то ушпс = 25 аб/МГц, т, е. ниже эффективности систем связи с ЧМ.

В последние годы предложен иной принцип построения радиотелефонных систем подвижной связи. Вся обслуживаемая территория разбивается на большое число зон в виде сот. В .каждой зоне радиосвязь ведется на частотах, специально выделенных этой зоне. За счет территориального разнесения зон с одинаковыми частотными каналами возможно многократное использование одних и тех же частотных каналов. Такие системы связи получили название сотовых систем подвижной связи (далее - ССПС). Прием сигналов в таких системах принципиально сопровождается взаимными помехами так же, как и в ААСС. Поэтому применение ШПС в ССПС перспективно, поскольку позволяет успешно бороться с взаимными помехами. Эффективность ССПС

ССПС ≈ 3,63(R0/D)2/FК,

где R0 - радиус зоны обслуживания, км;- защитный интервал, км;К - ширина частотного канала, кГц.

Если положить R0=30 км, D ≈ 4,4 км, радиус зоны R = 0,85 км, а FК = 50 кГц, то усспс ≈ 3333 аб/МГц, т. е. гораздо выше эффективности обычных систем подвижной связи. Если ширину частотного канала увеличить до 100...200 кГц, то эффективность ССПС станет равной 1666 и 833 аб/МГц соответственно, что все равно будет гораздо больше эффективности систем с ЧМ. Но при этом возможно применение ШПС с относительно небольшими базами (25...250), что в свою очередь позволит использовать простую аппаратуру формирования и обработки ШПС с невысокой стабильностью частоты. В свою очередь применение ШПС позволит успешно решить проблему адресации большого числа .абонентов. Сотовые системы подвижной связи с ШПС позволят обеспечить связью 60… 240 тыс. подвижных абонентов в крупных городах. Кроме того, в таких системах можно совместить передачу телефонных сообщений с определением местоположения подвижных объектов и их охрану[1.3].

1.7 Борьба с многолучевостью

Применение ШПС в системах связи позволяет бороться с многолучёвостью распространения радиоволн. Многолучевость возникает в том случае, если радиоволны приходят в точку приема, отразившись от различных препятствий на пути распространения рисунок 1.5. Из-за различия в длине пути эти радиоволны приходят с различным запаздыванием. В результате, если сигналы, пришедшие по разным путям, перекрываются во времени, то между ними возникает интерференция, которая в свою очередь вызывает глубокие замирания результирующего сигнала.

Рисунок 1.5 - Многолучевое распространение сигнала

Обычно для компенсации замираний предусматривают увеличение мощности сигнала на 20 дБ. Иначе обстоит дело при использовании ШПС, поскольку при обработке ШПС согласованным фильтром происходит сжатие ШПС по времени, что иллюстрируется рисунке 1.6. На рисунке 1.6,а изображен ШПС с частотной модуляцией длительностью Т, На рисунке 1.6,б - изображено напряжение на выходе согласованного фильтра - отклик фильтра на ШПС. Этот отклик называется автокорреляционной функцией (далее - АКФ) ШПС. Хотя АКФ имеет длительность 2Т то в ней можно выделить две резко отличающиеся структуры. В центре АКФ резкий выброс в виде узкого импульса, называемого центральным пиком. Его амплитуда равна V, а длительность чем шире спектр ШПС, тем короче центральный пик.

τ0 ≈ 1/F

Вторую область составляют боковые пики с максимальным значением υmax. Шумоподобные сигналы с большими базами обладают свойствами, которые записываются двумя соотношениями:

T/τ0 ≈ B,/υmzx≈αB

где а - некоторая постоянная, в общем случае зависящая от базы В.

Соотношение (1.15) определяет сжатие ШПС - отношение длительности ШПС Т к длительности центрального пика. Сжатие ШПС равно, примерно, базе. Поэтому при Т-соnst увеличение Р приводит к уменьшению длительности центрального пика τ0 и к увеличению сжатия.

Соотношение (1.16) характеризует подавление боковых пиков. Оно равно отношению амплитуды центрального пика V к амплитуде максимального бокового пика Vmаx. Чем больше база, тем больше подавление боковых пиков. И в пределе АКФ ШПС с ростом базы стремится к узкому дельта-импульсу. Такую АКФ имеет широкополосный шум, что и послужило причиной названая - «шумоподобные сигналы»[1.6].

Рисунок 1.6 - Шумоподобный сигнал (а), автокорреляционная функция (б) и разделение лучей (в)

На рисунке 1.6,в изображен отклик согласованного фильтра на несколько ШПС, пришедших по различным путям. Если задержка между лучами Δt больше длительности центрального пика τ0, то лучи разделяются и центральные пики различных лучей можно разделить один от другого, а затем и объединить, устранив задержку между ними. Такой принцип борьбы с многолучевостью был использован в одной из первых систем связи с ШПС «RAKE». Таким образом, условие Δt > τ0 обеспечивает разделение лучей. Поскольку τ0 и F связаны соотношением (1.14), то условие разделения лучей записывается следующим образом:

F Δt>1

Например, если при распространений радиоволн существуют два луча - прямой и отраженный от некоторого объекта, то задержка Δt≈2d2/Rc где с - скорость света, R - расстояние между передатчиком и приемником, d - расстояние между отражающим объектом и прямым лучом. В этом случае необходимо использовать ШПС с шириной спектра

≥ Rc/2d2,

Чем больше d, тем меньше F. Может оказаться, что при малых d могут - потребоваться ШПС с очень широкими спектрами, что не всегда можно реализовать на практике[1.3].

1.9 Электромагнитная совместимость

Шумоподобные сигналы обеспечивают хорошую электромагнитную совместимость ШСС (далее - ЭМС) с узкополосными системами радиосвязи и вещания. На рисунке 1.7 изображены спектры ШСС с ШПС с шириной спектра F и узкополосной системы связи с шириной спектра сигнала Fy Соответственно для ШПС спектральная плотность мощности NШПС = PШПС / F Для узкополосного сигнала Nу = Ру / Fу, Помехоустойчивость системы связи с ШПС определяется - фундаментальным соотношением (1.4) -в котором усиление обработки равно 2В. Если узкополосная система связи постоянно занимает определенный интервал, то можно ее спектр полностью подавить, используя режекторный фильтр, настроенный на частоту узкополосной системы связи.

Рисунок 1.7 - Спектры широкополосной и узкополосной систем связи

Таким образом, воздействие узкополосной системы связи на широкополосную незначительно. В свою очередь, широкополосная система связи также слабо влияет на узкополосную систему связи. Мощность ШПС, проходящего на выход приемника. Поэтому чем больше отношение F/Fу, тем лучше фильтрация ШПС в узкополосной системе связи. Следовательно, чем больше база ШПС, тем выше ЭМС широкополосной и узкополосной систем связи.

Рисунок 1.8 - Спектры телевизионного и ШПС сигналов

Системы связи с ШПС можно совмещать и с радиотелевизионными системами. На рисунке 1.8 изображен спектр телевизионного сигнала. Программы телевидения в одной территориальной зоне передаются по нескольким каналам с большими защитными частотными интервалами. Обычно в этих частотных защитных интервалах не допускается работа каких-либо радиотехнических систем, чтобы не создавать помех телевизионным передачам. Однако можно в этих частотных интервалах разместить системы связи с ШПС так, как это показано на рисунке 1,6 спектр ШПС расположен вблизи спектра телевизионного сигнала, там где спектральная плотность последнего резко уменьшается. При этом взаимные помехи и той, и другой системе будут малыми. Следует отметать, что если вместо ШПС использовать сигналы с частотной модуляцией, то уровень взаимных помех возрастает, так как сигналы системы связи и телевидения относятся к одинаковому классу и демодулируются частотным детектором.

Таким образом, системы связи с ШПС обладают хорошей ЭМС с системами радиосвязи, вещания и телевидения. Ранее было упомянуто, что ШПС обеспечивают высокую эффективность использования радиоспектра в ССПС, Если рассматривать действие систем связи в некотором замкнутом пространстве, то оказывается, что наилучшую ЭМС при ограниченном диапазоне частот обеспечивают ШПС, хотя сами по себе они требуют более широкой полосы, чем традиционные узкополосные системы. В то же время общая полоса частот при использовании ШПС будет меньше.

Из рассмотрения основных свойств ШПС следует, что применение ШПС в системах связи позволяет обеспечивать высокую помехоустойчивость относительно мощных помех, скрытность, адресность, работоспособность в общей полосе частот, борьбу с многолучевостью, высокие точности измерений и разрешающие способности, хорошую ЭМС со многими радиотехническими системами. Эти преимущества получаются за счет применения ШПС с большими базами, что приводит к резкому усложнению устройств формирования к обработки, увеличению их массы, объема, потребляемой мощности. В большинстве случаев переход к ШПС с большими базами требует резкого расширения полосы частот, что приводит к определенным трудностям в создании широкополосной элементной базы. Однако эти трудности преодолимы. И поэтому ШПС находят уже сейчас применение в различных системах связи, а в будущем получат еще более широкое применение, особенно в системах массовой радиосвязи[1.4].

2. Реализация проекта

2.1 Функциональная структура исследуемой модели

Функциональная структура созданной модели представлена с учётом технического задания в виде перечисления функций:

-   добавление проверочного бита в начале или конце пакета;

-       сверточный шифратор и дешифратор;

-       повторитель и деповторитель;

-       нулевое дополнение;

-       чередование;

-       длинный код скремблирования;

-       контроль мощности сигнала;

-       отображение точки сигнала

-       модулятор;

-       генератор кодов Walsh и QOF маски

-       ротатор кодов Walsh

-       квадратурное скремблирование в ШПС последовательности

-       фильтрование передатчика приемника с помощью выбранного RRC

-       различные модели каналов AWGN или Многолучевое распространение;

-       Rake приёмник;

-       оценки канала связи;

2.2 Выбор средств реализации проекта

Поскольку на данный момент спектр средств математического модулирования очень обширен, мы остановим свой выбор на ПО с наибольшей функциональностью и с наилучшими возможностями по совместимости. А поскольку в дальнейшем предполагается физическая реализация данного исследования то целесообразно остановить свой выбор на ПО фирмы Altera.

2.2.1 Quartus

Среда разработки Quartus II обеспечивает полный цикл проектирования программируемых логических интегральных схем (далее - ПЛИС), гарантирует легкий ввод проекта, быструю обработку, и прямое программирование устройства.II предлагает полный спектр логических средств разработки проекта:

-   ввод разработки, используя схемные решения, принципиальные схемы, языки AHDL, VHDL, и Verilog HDL;

-       Floorplan редактирование;

-       вложенные проекты;

-       мощный логический синтез;

-       функциональную и временную симуляцию;

-       временной анализ;

-       вложенный анализ логической схемы с SignalTap II Logic Analyzer;

-   программный импорт исходных файлов и создание файлов для программирования;

-   автоматическое определение ошибок;

-       программирование прибора и проверка[2.1].

2.2.2 Max + plus II

ПО системы MAX+PLUS II является полным комплектом, обеспечивающим создание логических дизайнов для устройств фирмы Altera с программируемой логикой, в том числе семейства семейства устройств Classic, MAX 5000, MAX 7000, MAX 9000, FLEX 6000, FLEX 8000 и FLEX 10K.

Система предлагает полный спектр возможностей логического дизайна:

-   разнообразные средства описания проекта для создания проектов с иерархической структурой;

-       мощный логический синтез;

-       компиляцию с заданными временными параметрами;

-       разделение на части;

-       функциональное и временное тестирование (симуляцию);

-       тестирование нескольких связанных устройств;

-       анализ временных параметров системы;

-       автоматическую локализацию ошибок;

-       программирование и верификацию устройств.

В системе MAX+PLUS II можно как читать, так и записывать файлы на языке AHDL и файлы трассировки в формате EDIF, файлы на языках описания аппаратуры Verilog HDL и VHDL а также схемные файлы OrCAD рисунок 2.1. Кроме того, система MAX+PLUS II читает файлов трассировки, созданных с помощью ПО Xilinx, и записывает файлы задержек в формате SDF для удобства взаимодействия с пакетами, работающими с другими промышленными стандартами[2.2].

Рисунок 2.1 - Среда проектирования в системе MAX+PLUS II

2.2.3 MATLAB

MATLAB - это высокоуровневый язык для технических расчетов, а также интерактивная среда для анализа данных, разработки алгоритмов и приложений. Версия MATLAB 7 содержит множество важных новшеств в части эффективности программирования и генерации исполняемого кода, графики и визуализации, математики, доступа к данным, производительности. Основные возможности:

Среда разработки:

-   обновленный рабочий стол позволяет легко управлять окнами документов, пристыковывать графические окна, сохранять настройки рабочего стола, создавать ярлыки для часто используемых команд;

-       переработанные редактор массивов (Array Editor) и браузер рабочего пространства (Workspace Browser) облегчают просмотр, редактирование и визуализацию значений переменных;

-       новое средство Directory Reports позволяет сканировать M-файлы для анализа эффективности кода и взаимозависимостей в нем;

-       новое средство M-Lint Code Checker анализирует код и предлагает модификации, направленные на повышение производительности и облегчение поддержки;

-       добавлена возможность запускать на выполнение отдельные;

-       фрагменты M-кода прямо из редактора;

-       автоматизировано оформление M-кода в виде документов HTML, Word и LaTeX.

Программирование:

-   добавлена возможность создания вложенных функций;

-       введен механизм анонимных функций, позволяющий определять однострочные функции прямо в командной строке или в сценариях;

-       реализована возможность обращаться к дескрипторам функций с использованием стандартного синтаксиса вместо вызова функции feval;

-       добавлены условные точки прерывания, позволяющие останавливать выполнение программы при истинности заданного выражения;

-       введены маркеры блочных комментариев, позволяющие закомментировать целый блок кода.

Математика:

-   введена целочисленная арифметика, позволяющая сохранять типы данных в процессе вычислений и обрабатывать большие наборы данных;

-       введены арифметика с одинарной точностью (Single-precision), функции линейной алгебры, быстрого преобразования Фурье (FFT) и фильтрации для данных с одинарной точностью, позволяющие обрабатывать большие наборы данных;

-       добавлены более робастные функции вычислительной геометрии, использующие ядро Qhull 2002.1 и дающие больший контроль над выбором используемых алгоритмов;

-       добавлена функция linsolve, позволяющая быстрее решать системы линейных уравнений путем указания структуры матрицы коэффициентов;

-       решатель обыкновенных дифференциальных уравнений (ODE solver) теперь позволяет работать с неявными дифференциальными уравнениями и многоточечными граничными условиями (multipoint boundary value problems).

Графика:

-   новый интерфейс вывода графиков позволяет интерактивно создавать и редактировать графики без ввода M-кода;

-       реализована возможность генерировать M-код, соответствующий графическому окну, что позволяет программно организовать повторное использование графиков;

-       улучшенные возможности аннотирования графиков включают рисование фигур, выравнивание объектов, прикрепление аннотаций к точкам графиков;

-       введены средства исследования данных (Data exploration), позволяющие осуществлять прокрутку больших графиков и выводить курсоры данных для легкого измерения величин при просмотре графиков;

-       введена возможность выполнять для групп графических объектов преобразования поворота, отражения и масштабирования;

-       пользовательские интерфейсные панели (User interface panels) и элементы управления ActiveX теперь доступны из GUIDE;

-       в дескрипторной графике (Handle Graphics®) улучшена поддержка визуализации сложных уравнений с использованием полного синтаксиса TeX и LaTeX[2.3].

2.2.4 Simulink

Программа Simulink является приложением к пакету MATLAB. При моделировании с использованием Simulink реализуется принцип визуального программирования, в соответствии с которым, пользователь на экране из библиотеки стандартных блоков создает модель устройства и осуществляет расчеты. При этом, в отличие от классических способов моделирования, пользователю не нужно досконально изучать язык программирования и численные методы математики, а достаточно общих знаний требующихся при работе на компьютере и, естественно, знаний той предметной области в которой он работает.является достаточно самостоятельным инструментом MATLAB и при работе с ним совсем не требуется знать сам MATLAB и остальные его приложения. С другой стороны доступ к функциям MATLAB и другим его инструментам остается открытым и их можно использовать в Simulink. Часть входящих в состав пакетов имеет инструменты, встраиваемые в Simulink (например, LTI-Viewer приложения Control System Toolbox - пакета для разработки систем управления). Имеются также дополнительные библиотеки блоков для разных областей применения (например, Power System Blockset - моделирование электротехнических устройств, Digital Signal Processing Blockset - набор блоков для разработки цифровых устройств и т.д).

При работе с Simulink пользователь имеет возможность модернизировать библиотечные блоки, создавать свои собственные, а также составлять новые библиотеки блоков.

При моделировании пользователь может выбирать метод решения дифференциальных уравнений, а также способ изменения модельного времени (с фиксированным или переменным шагом). В ходе моделирования имеется возможность следить за процессами, происходящими в системе. Для этого используются специальные устройства наблюдения, входящие в состав библиотеки Simulink. Результаты моделирования могут быть представлены в виде графиков или таблиц.

Преимущество Simulink заключается также в том, что он полностью совместим с DSP Builder, а также он позволяет пополнять библиотеки блоков с помощью подпрограмм написанных как на языке MATLAB, так и на языках С + +, Fortran и Ada[2.3].

2.2.5 DSP Builder

DSP Builder - пакет дополнений для Simulink, позволяющий экспортировать смоделированную систему в среду Quartys. Версия 5.1 поддерживает следующие функции:

-   связь между Altera® Quartus® II и The MathWorks MATLAB (Signal Processing ToolBox и Filter Design Toolbox) и Simulink;

-       поддерживает следующие семейства ПЛИС Altera:

1)            Stratix®, Stratix II, and Stratix GX devices;

2)      Cyclone and Cyclone II devices;

3)      APEX™ II, APEX 20KC, and APEX 20KE devices;

4)      Mercury™ devices;

5)      ACEX® 1K devices;

6)      FLEX 10K® and FLEX® 6000 devices.

-   позволяет быстродействующее макетирование, используя Altera панели проявления цифрового обработчика сигналов;

-       поддерживает SignalTap ® II диагностических систем логической схемы, диагностическая система, которая зондирует сигналы от Altera прибора на панели цифрового обработчика сигналов и импортирует данные в рабочие пространство MATLAB;

-       визуальный анализ;

-       HDL Импорт блоков объединенных в AltLib;

-       импорт VHDL или Verilog HDL объектов;

-       Avalon Blockset в SOPC Библиотеке Связи Компилятора включает группы элементов которые вы можете использовать, чтобы строить специализированную логическую схему, которая работает с Nios ®;

-       автоматически начинает компиляцию Quartus II[2.2].

2.3 Математически модель в среде Simulink

Для исследования возможности реализации бинарного приёма ШПС сигнал была построена математическая модель в среде Simulink (рисунок 2.2). Основные моменты:

-   обширное использование библиотеки «Communications Library»

-       использовались суб-системы для того чтобы лучше представлять конструкцию разработки;

-       использовался S-Fcn построитель для вставки частей кода написанных на C++ для генерации ШПС последовательности;

-       использовались генеральные шаблоны для удобства контроля процесса модулирования;

-       обширное использование графических возможностей, чтобы визуализировать данные в различных точках модели.

Рисунок 2.2 - Основной вид модели системы передачи информации с CDMA в Simulink

3. Реализация и тестирование

3.1 Особенности реализации проекта

Стоит отметить, что результатом выполнения данного исследования стал, не только ответ на поставленный вопрос в техническом задании, но и созданная многофункциональная модель рисунок 3.1 позволяющая ставить эксперименты в дальнейших работах.

Рисунок 3.1 - Общий вид окна программы

Трудоемкость реализации данного исследования, заключалась в том, что требовала глубоких знаний не только в теоретической но и в практической областях.

Конечный продукт данной работы представляет собой файлы проекта в среде MATLAB Version 7.0.

3.2 Тестирование

При проведении тестов были получены следующие результаты.

Рисунок 3.2 - Временные диаграммы работы квадратурного модулятора CDMA-сигнала

На рисунке 3.2 графики:

1)  цифровая последовательность с выхода генератора ПСП;

2)  она же, преобразованная в сигнал БВН (Без Возврата к Нулю - биполярный);

3)      после относительного перекодирования;

)        график - четные символы перекодированной последовательности в синусном канале;

)        нечетные символы перекодированной последовательности в косинусном канале;

)        сглаженные синусоидой символы в синусном канале;

)        сглаженные синусоидой символы в косинусном канале;

8)            график - амплитудно-модулированная несущая в синусном канале;

9)      амплитудно-модулированная несущая в косинусном канале;

10)     результирующий CDMA-сигнал.

Схема модели квадратурного приемника, а также анализатор спектра, измеритель вероятности ошибки и осциллограф изображены в нижней части рисунка 2.1. Временные диаграммы, поясняющие процесс квадратурной демодуляции CDMA-сигнала, представлены на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Временные диаграммы работы квадратурного демодулятора CDMA-сигнала

Здесь на 1-ом графике представлен радиосигнал в смеси в АБГШ после ограничения по полосе (блок Analog Filter Design 3 - фильтр Баттерворта 2-го порядка с полосой 4 кГц - в заданном диапазоне работы системы (38 кГц) эта ширина полосы канала соответствует стандартам ГКРЧ),

-й график - радиосигнал, умноженный на несущую частоту (перемножитель вместе с низкочастотным фильтром представляет собой преобразователь частоты к нулю). Это синусный канал квадратурного демодулятора. Для формирования косинусного канала фаза восстановленной несущей частоты радиосигнала поворачивается на 90°.

На 3-ем графике представлен сигнал после перемножителя в косинусном канале.

На 4-ом и 5-ом графиках изображены осциллограммы сигналов после ФНЧ (Analog Filter Design и Analog Filter Design 2). Фильтры Батеерворта 1-го порядка, полоса их немного больше, чем тактовая частота символов в квадратурных каналах - . По форме они отдаленно напоминают сигналы в квадратурных каналах модулятора после сглаживания информационных символов синусоидой. Так как радиосигнал является частотно-модулированным, для дальнейшей обработки его исключим информацию об амплитуде, сохранив информацию о частоте и фазе, пропустив сигнал через усилитель-ограничитель (блоки Gain и Saturation).

Рисунок 3.4 - Результат моделирования - передача информации по радиоканалу с шумами

Рисунок 3.5 - спектр сигнала на выходе QPSK модулятора

На рисунке 3.5 показан спектр QPSK сигнала, который полностью соответствует расчётным значениям. Что косвенно подтверждает работоспособность модели.

В результате проведенного комплекса тестов было установлено что созданная модель не только даёт положительный ответ по вопросу бинарного приёма сигнала, но и служит богатым математическим средством для дальнейших исследований.

4. Экономическая часть

4.1 Особенности ПО как объектов разработки и производства

Целью данного дипломного проекта является изучение возможности реализации бинарного приёма ШПС сигнала, по средством реализации математической модели приёмо-передатчика в среде MATLAB.

Программное обеспечение (далее - ПО) вычислительной техники является сложным продуктом, имеющим специфические особенности. Его разработка, производство и использование осуществляются по фазам жизненного цикла.

Серийное производство разработанных ПО требует незначительных затрат, связанных только с его копированием на носители для последующего распространения. В то же время его эксплуатация требует сопровождения, что включает дополнительные затраты на проектирование и разработку небольших интерфейсных программ или дополнительных модулей, частичных изменений отдельных частей программных средств, модификацию документации или структуры базы данных.

Целью данной главы является расчет стоимости разработанного ПО. По своей экономической сущности ПО вычислительной техники относятся к основным фондам предприятия.

Особенностью является также практическое отсутствие их физического износа. Поэтому использование ПО прекращается только в результате их морального износа. Это связано с тем, что в мире происходит постоянный рост программного и аппаратного обеспечения, который предъявляет все большие требования к аппаратуре электронно-вычислительных машин, на которых будет работать программное обеспечение, а также ужесточаются требования к использованию программного обеспечения. ПО должно отвечать требованиям, предъявляемым в мире, а также отражать такой факт, как имидж предприятия в целом. Информационно-вычислительные центры должны использовать по возможности программное обеспечение, которое прошло тестирование и показало себя с лучшей стороны в критических ситуациях.

ПО подобно другим промышленным изделиям имеют определенный жизненный цикл. Каждая стадия в свою очередь делится на фазы или этапы.

Под жизненным циклом программного средства вычислительной техники понимается период от начала разработки нового ПО до снятия его с эксплуатации у заказчика или потребителя. Он включает три стадии: разработка (проектирование), производство (создание) и использование (сопровождение программного средства). Каждая стадия делится на этапы:

-   проектирование;

-       реализация;

-       тестирование и испытание системы;

-       анализ результатов тестирования и доработка системы.

Исходя из времени выполнения дипломного проектирования, был разработан график выполнения задания. Диаграмма распределения времени выполнения работ представлена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Диаграмма распределения времени выполнения работ

К этапу «проектирование» относится анализ технического задания на разработку но, прежде всего, анализ и проектирование контейнера информации Из пояснительной записки сюда нужно отнести написание введения и первой главы.

К этапу «реализация» относятся анализ данных уже спроектированной базы данных, разработка прототипа математической модели и непосредственно разработка программного обеспечения. Из пояснительной записки на этом этапе проводится написание второй и третьей глав.

На этапе «тестирование» проводится тестирование разработанного программного обеспечения и доработка программного обеспечения.

На этапе «доработка» проводится заключительные приемо-сдаточные испытания и оформление заключительных глав пояснительной записки.

4.2 Расчет стоимости программного обеспечения

4.2.1 Общие положения

В стоимость разработки ПО включаются следующие статьи затрат:

-   затраты на теоретические исследования, разработку технических предложений, проведение расчетных работ, моделирование, подбор и изучение научно-технической литературы;

-       затраты на проектирование и разработку рабочей документации; затраты на опытную эксплуатацию и испытания, тестирование программных средств вычислительной техники и информатики;

-       затраты на технологическую подготовку разработки программных средств вычислительной техники и информатики;

-       другие прямые затраты, связанные с выполнением работ по разработке программных средств вычислительной техники и информатики, включая затраты на машинное время.

Стоимость разработки программных средств вычислительной техники и информатики определяется на базе расчетной трудоемкости их создания и оценки затрат машинного времени. В качестве основных факторов стоимости разработки используются также затраты на материалы, командировки, а также некоторые другие дополнительные факторы.

-   сырьё и материалы;

-       основная заработная плата, ЗОСН;

-       дополнительная заработная плата, ЗДОП (21% от ЗОСН);

-       отчисления на социальное страхование, РСОЦ.СТР. (35% от (ЗОСН+ЗДОП);

-       отчисления в фонд занятости и чрезвычайный налог, РФЗЧ (4% от (ЗОСН+ЗДОП);

-       накладные расходы, РН (300% от суммы);

-       прочие расходы.

4.2.2 Расчет сметной стоимости программного обеспечения

Затраты по статье “материалы” учитывают расходы на носители данных, бумагу для печатающих устройств. В процессе разработки понадобился:

-   CD - диск стоимостью 1000 руб.;

-       90 листов бумаги формата А4 для распечатки документации по проекту, стоимость одного листа 20 руб.;

-       листов бумаги формата A1 стоимостью 5000 рублей каждый.

Затраты по данной статье будут рассчитываться по формуле:

м = Цм ´ tм ,

где Цм - стоимость одного часа машинного времени, руб/час;м - количество машинного времени, необходимое для разработки программных средств вычислительной техники и информатики, час.

Стоимость часа машинного времени определяется на основе действующих прейскурантов, в связи с арендой вычислительной техники. Стоимость часа машинного времени примем 910 рублей, в стоимость включены амортизационные отчисления и затраты на аренду помещения. Время разработки проекта, то есть количество машинного времени в нашем случае - 21 день по 8 часов.

Рассчитаем стоимость машинного времени:

Рм = 910 ´ 21 × 8 = 152880 руб.

Расчет затрат на заработную плату (Зосн):

Зосн=Q´H+Пр

где Q - оклад (156900 руб. - старший научный сотрудник (далее - СНС) в день 7132 руб. в день, 137500 руб. - инженер второй категории, 6250 руб. в день.(должностные оклады ОУ “Полоцкий Государственный университет” по состоянию на 05.06.2006);

Н - число фактически отработанных дней (СНС - 5 дня, инженер - 21 дня);

Пр - Премия (30% от основной заработной платы).

СНС:

Зосн1=7132 х 5 х 1,3=46357 руб.

Инженер второй категории:

Зосн2=6250 х 21 х 1.3=170625 руб.

Суммарная основная заработная плата:

ЗОСН= Зосн1+ Зосн2,

Зосн= 46357 + 170625 = 216982 руб.

Затраты по статье “отчисления на социальное страхование” определяются в процентах от затрат на заработную плату. Их величина принимается по данным предприятия-разработчика программного средства и составляет 35% от фонда заработной платы(Зобщ).

Рфсзн = Зобщ ´ 0,35

Рфсзн = 262548 ´ 0,35 = 91892 руб

Единый платеж чрезвычайного налога для ликвидации последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС(3%) и обязательных отчислений в государственный фонд содействия занятости(1%), производится единым платежом в размере 4% от фонда заработной платы(Зобщ)[4.1].

Рфеч = Зобщ ´ 0,04

Рфеч = 262548 ´ 0,04=10502 руб

Сумма всех затрат, Рсум, руб., состоит из суммы заработной платы и всех отчислений:

Рсум = Зобщ + Рфсзн + Рфеч,

Рсум = 262548 +91892 +10502 =364942 руб.

Накладные расходы, Рн, руб.:

Рн = Рсум х 3,0

Рн = 364942 х 3,0 =1094825 руб

Себестоимость продукции:

Сп = Зобщ + Рфсзн + Pмат + Рм + Рн + Рфеч

Сп =262548+91892+32800+152880+1094825+10502=1645447 руб. Размер прибыли, найденной из расчета рентабельности в 30%, следовательно:

П = Сп х 0.30

П = 1645447 х 0.30 = 493634 руб.

Отчисления в местные целевые фонды:

 руб.

Ставка налога на добавленную стоимость составляет 18%.

Сндс = 0.18 х (Сп+П)

Сндс = 0.18 х 2139081 =385035 руб.

Тогда, стоимость нашего программного обеспечения составит

С = Сб + Сндс + Сп + П

С = 66147 + 385035 + 1645447 + 493634 = 2590263 руб.

Все вычисленные значения занесем в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 - Сметная стоимость программного обеспечения

Диаграмма отображающая удельный вес каждой статьи сметной стоимости программного средства, приведена (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 - Состав цены при создании ПО

Экономический эффект данного исследования по сравнению с аналогичными разработками установить нет возможности так как исследования данного направления в нашей стране на данный момент не велись.

5. Охрана труда

Охрана труда - система сохранения жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия[5.1].

В целях реализации положений Кодекса законов о труде Республики Беларусь принимаются нормативные правовые акты, регулирующие отношения в области охраны труда в различных отраслях и видах производственной деятельности. Правительством Республики Беларусь (далее - ПРБ) определены государственные нормативные требования по охране труда.

Согласно концепции государственного управления охраной труда в Республике Беларусь, одобренной постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 16 августа 2005 г. № 904, государственное управление охраной труда реализуется на следующих уровнях: республиканском; отраслевом; региональном.

На республиканском уровне государственное управление охраной труда осуществляет ПРБ непосредственно или другие республиканские органы государственного управления, объединения (учреждения), подчинённые ПРБ, которым законодательством предоставлено право осуществлять соответствующие функции нормативного правового регулирования, надзорные и контрольные полномочия в области охраны труда.

На отраслевом уровне государственное управление охраной труда осуществляют министерства, другие республиканские органы государственного управления, объединения (учреждения), подчинённые ПРБ, имеющие отраслевую направленность и подведомственные организации.

На региональном уровне государственное управление охраной труда осуществляют местные исполнительные и распорядительные органы.

5.1 Производственная санитария

5.1.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов

Опасным производственным фактором называется такой фактор, воздействие которого на работающего при определённых условиях может привести к травме, острому отравлению и другому внезапному резкому ухудшению здоровья или смерти. Если же производственный фактор приводит к заболеванию, снижению работоспособности и (или) отрицательному влиянию на здоровье работника и (или) его потомства, то такой производственный фактор принято считать вредным[5.3].

Работающие на ПЭВМ могут подвергаться воздействию опасных и вредных производственных факторов, основными из которых являются:

-   физические;

-       психофизиологические[5.4].

К опасным и вредным производственным факторам, которые могут возникнуть в помещении, где находится работающий на ПЭВМ, относятся:

-   повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны;

-       повышенная или пониженная влажность воздуха рабочей зоны;

-       повышенный или пониженный уровень освещённости рабочей зоны;

-       повышенный уровень прямой и отражённой блёсткости;

-       повышенный уровень электромагнитных излучений;

-       повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

-       повышенный уровень статического электричества;

-       повышенный уровень запылённости рабочей зоны.

К психофизиологическим производственным факторам относят:

-   напряжение зрения;

-       напряжение внимания;

-       монотонность труда;

-       эмоциональные перегрузки;

-       нерациональная организация рабочего места;

-       длительное статическое напряжение.

Работа на ПЭВМ относится к категории умственного труда. Работа сопровождается необходимостью активизации внимания, восприятия и анализа информации и других высших психических функций человека. Вид работы, выполняемой операторами на ПЭВМ относится к категории 1а. К этой категории относятся работы, производимые сидя и не требующие физического напряжения, при которых расход энергии составляет до 120 ккал/ч[5.3].

5.1.2 Требования к освещенности

Обеспечение здоровых и безопасных условий труда работников с видеодисплейными терминалами (далее - ВДТ), электронно-вычислительными машинами (далее - ЭВМ) и персональными электронно-вычислительными машинами (далее - ПЭВМ) осуществляется в соответствии с санитарными правилами и нормами СанПиН 9-131 РБ 2000 "Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, электронно-вычислительным машинам и организации работы", утвержденными постановлением Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 10 ноября 2000 г. № 53 (далее - СанПиН 9-131 РБ 2000).

Помещения с ВДТ, ЭВМ, ПЭВМ должны иметь естественное и искусственное освещение. Искусственное освещение в помещениях эксплуатации ВДТ, ЭВМ и ПЭВМ осуществляется системой общего равномерного освещения. В производственных и административных помещениях в случаях преимущественной работы с документами применяют системы комбинированного освещения (к общему освещению дополнительно устанавливаются светильники местного освещения, предназначенные для освещения зоны расположения документов). Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300-500 лк.

Освещение рабочего места является важнейшим фактором создания нормальных условий труда. Освещение не только необходимо для выполнения производственных заданий, оно еще и влияет на психическое и физическое состояние работающего. В помещении, где будет находится пользователь ПЭВМ, может быть три вида освещения: естественное (источником его является солнце), искусственное (когда используются только искусственные источники света), совмещённое (характеризуется одновременным сочетанием естественного и искусственного освещения).

Применение естественного света имеет ряд недостатков:

-   поступление света как правило, только с одной стороны;

-       неравномерность освещенности во времени и пространстве;

-       ослепление при ярком солнечном свете.

Применение искусственного освещения помогает избежать рассмотренных недостатков и создать оптимальный световой режим. Удобным направление искусственного света считается слева сверху и немного сзади. Однако применение помещений без окон создает в ряде случаев у людей чувство стесненности и неуверенности. И для правильной цветопередачи нужно выбирать искусственный свет со спектральной характеристикой, близкой к солнечной. Следовательно, для максимального обеспечения удобства и безопасности работы оператора ПЭВМ лучше всего подойдёт смешанный тип освещения. Для поддержания эффективности освещения необходимо обеспечить регулярную чистку световых проёмов, стен, потолков, осветительных устройств. В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. При устройстве отраженного освещения в производственных и административно - общественных помещениях допускается применение металлогалогенных ламп мощностью до 250 Вт. Допускается применение ламп накаливания в светильниках местного освещения.

Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300 - 500 лк [5.3]. Допускается установка светильников местного освещения для подсветки документов. Местное освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана более 300 лк.

Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях использования ВДТ и ПЭВМ следует проводить чистку стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп[5.3]. Немаловажное значение для создания благоприятных условий для выполнения зрительной работы имеет цветовая отделка помещений и рациональная окраска оборудования. Применение физиологически оптимальных цветов, наименее утомляющих зрение, оказывает благоприятное воздействие на человека. К ним относятся цвета средней части спектра (жёлтые, оранжево-жёлтые, зеленовато-жёлтые, желтовато-зелёные, голубые, белый).

Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура) за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ВДТ и ПЭВМ не должна превышать 40 кд/м2 и яркость потолка при применении системы отраженного освещения не должна превышать 200 кд/ м2 [5.3].

5.1.3 Требования к параметрам микроклимата

Микроклимат производственных помещений - это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей. Параметры микроклимата могут изменяться в очень широких пределах, в то время как необходимым условием жизнедеятельности человека является сохранение постоянства температуры тела.

Требования к метеопараметрам помещений [5.5] для эксплуатации ПЭВМ, помещения должны оборудоваться системами отопления, кондиционирования воздуха или эффективной приточно-вытяжной вентиляцией.

В помещении, где эксплуатируется ПЭВМ, должны поддерживаться следующие климатические условия:

-   температура воздуха - от плюс 15 до плюс 35 º С;

-       относительная влажность воздуха - от 10 до 80% без конденсации;

-       скорость движения воздуха - от 0,1 до 0,3 м/с;

-       максимальная вибрация - от 0,25 до 55 Гц.

Соблюдение норм поддержания микроклимата в помещении, где будет использоваться разрабатываемая программа, достигается применением систем кондиционирования, отопления[5.6].

Для повышения влажности воздуха в помещениях с ПЭВМ следует применять увлажнители воздуха, заправляемые ежедневно дистиллированной или прокипяченной питьевой водой и проводить регулярные влажные уборки помещения [5.5].

В помещении также должны соблюдаться нормы по ионизации воздуха (таблица 5.1).

Таблица 5.1 - Уровни ионизации воздуха помещений при работе на ЭВМ

5.1.4 Требования к организации оборудования рабочих мест

Площадь на одно рабочее место с ВДТ, ЭВМ и ПЭВМ для работников должна составлять не менее 6 кв.м, а объем - не менее 20 куб.м.

При размещении рабочих мест с ВДТ, ЭВМ и ПЭВМ учитывается расстояние между рабочими столами с видеомониторами (в направлении тыла поверхности одного видеомонитора и экрана другого видеомонитора) - не менее 2 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее 1,2 м.

Экран видеомонитора должен находиться от глаз работника на оптимальном расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм. Производственные и административные помещения (диспетчерские, операторские, расчетные и другие) не должны граничить с помещениями, в которых уровни шума и вибрации превышают нормируемые значения (механические цеха, мастерские и тому подобное).

Полимерные материалы, используемые для внутренней отделки интерьера помещений с ВДТ, ЭВМ и ПЭВМ, должны быть разрешены для применения органами государственного санитарного надзора.

При работе с ВДТ, ЭВМ и ПЭВМ должен быть обеспечен доступ работников к аптечке первой помощи и углекислотным огнетушителям. [5.7]

Выполнение многих операций при работе на ПЭВМ требует длительного статического напряжения мышц спины, шеи, рук, ног, что приводит к быстрому развитию утомления. Для защиты работника от утомления необходимо предусмотреть правильную организацию его рабочего места. Для этого нужно, чтобы выполнялись следующие требования:

-   высота рабочей поверхности стола должна регулироваться в пределах от 680 до 800 мм; при отсутствии такой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм;

-       модульными размерами рабочей поверхности стола для ПЭВМ, на основании которых должны рассчитываться конструктивные размеры, следует считать: ширину 800, 1000, 1200 и 1400 мм, глубину 800 и 1000 мм при нерегулируемой его высоте, равной 725 мм;

-       рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной - не менее 500 мм, глубиной на уровне колен - не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног - не менее 650 мм;

-   рабочий стул (кресло) должен быть подъемно - поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также - расстоянию спинки от переднего края сиденья.

Конструкция его должна обеспечивать:

-   ширину и глубину поверхности сиденья не менее 400 мм;

-       регулировку высоты поверхности сиденья в пределах от 400 до 550мм и углов наклона вперед до 15 градусов и назад до 5 градусов;

-       высоту опорной поверхности спинки от 300 до 20 мм, ширину - не менее 380 мм и радиус кривизны горизонтальной плоскости - 400 мм;

-       стационарные или съемные подлокотники длиной не менее 250мм и шириной от 50 до 70мм;

-       рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног, имеющей ширину не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте в пределах до 150 мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20 градусов. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 10 мм.

Конструкция клавиатуры должна предусматривать:

-   исполнение в виде отдельного устройства с возможностью свободного перемещения;

-       опорное приспособление, позволяющее изменять угол наклона поверхности клавиатуры в пределах от 5 до 15 градусов;

-       высоту среднего ряда клавиш не более 30 мм;

-       расположение часто используемых клавиш в центре, внизу и справа, редко используемых - вверху и слева;

-       выделение цветом, размером, формой и местом расположения функциональных групп клавиш;

-       минимальный размер клавиш - 13 мм, оптимальный 15 мм;

-       расстояние между клавишами не менее 3 мм;

-       одинаковый ход для всех клавиш с минимальным сопротивлением нажатию 0,25 Н и максимальным - не более 1,5 Н [5.5].

5.2 Требования к организации труда

Трудовая деятельность по разработке пакета тестов может быть отнесена к группе 1а - работа по считыванию информации с экрана ВДТ и ПЭВМ с предварительным запросом [5.8].

Время регламентированных перерывов в течение рабочего дня (смены) в зависимости от его (ее) продолжительности, вида и категории трудовой деятельности

Установлены следующие виды трудовой деятельности:

-   группа А - работа по считыванию информации с экрана ПК с предварительным запросом;

-       группа Б - работа по вводу информации;

-       группа В - творческая работа в режиме диалога с ПК.

При выполнении в течение рабочего дня работ, относящихся к разным группам, за основную работу с ПК следует принимать такую, которая занимает не менее 50% времени в течение рабочего дня (смены).

Категория работы с ПК Уровень нагрузки за рабочую смену при видах работ с ПК Суммарное время регламентированных перерывов, минут группа А, количество знаков группа Б, количество знаков группа В, часов при 8-часовой смене при 12-часовойсменеДо 20000 До 15000 До 2,0 30 70До 40000 До 30000 До 4,0 50 90

5.2.1 Требования безопасности перед началом работы

Перед началом работы с ПК работник обязан:

-   проветрить рабочее помещение;

-       проверить устойчивость положения оборудования на рабочем столе;

-       проверить отсутствие видимых повреждений оборудования, дискет в дисководе системного блока; исправность и целостность питающих и соединительных кабелей, разъемов и штепсельных соединений, защитного заземления (зануления); исправность мебели;

-       отрегулировать: положение стола, стула (кресла), подставки для ног, клавиатуры, экрана монитора; освещенность на рабочем месте. При необходимости включить местное освещение;

-       протереть поверхность экрана монитора, защитного фильтра (при его наличии) сухой мягкой тканевой салфеткой;

-       убедиться в отсутствии отражений на экране монитора, встречного светового потока;

-       включить оборудование ПК в электрическую сеть, соблюдая следующую последовательность: стабилизатор напряжения (если он используется), блок бесперебойного питания, периферийные устройства (принтер, монитор, сканер и другие устройства), системный блок.

Запрещается приступать к работе при: выраженном дрожании изображения на мониторе; обнаружении неисправности оборудования; наличии поврежденных кабелей или проводов, разъемов, штепсельных соединений; отсутствии или неисправности защитного заземления (зануления) оборудования [5.15].

5.2.2 Требования безопасности при выполнении работы

Во время работы с ПК работник обязан: соблюдать требования охраны труда, установленные настоящей Инструкцией; содержать в порядке и чистоте свое рабочее место; держать открытыми вентиляционные отверстия оборудования; соблюдать оптимальное расстояние от экрана монитора до глаз.

Работу за экраном монитора следует периодически прерывать на регламентированные перерывы, которые устанавливаются для обеспечения работоспособности и сохранения здоровья, или заменять другой работой с целью сокращения рабочей нагрузки у экрана.

Время регламентированных перерывов в течение рабочего дня (смены) устанавливается в зависимости от его (ее) продолжительности, вида и категории трудовой деятельности согласно приложению 1 к настоящей Инструкции.

При 8-часовой рабочей смене и работе с ПК регламентированные перерывы устанавливаются:

-   для I категории работ через 2 часа от начала рабочей смены и через 2 часа после обеденного перерыва продолжительностью 15 минут каждый;

-       для II категории работ через 2 часа от начала рабочей смены и через 1,5 - 2 часа после обеденного перерыва продолжительностью 15 минут каждый или продолжительностью 10 минут через каждый час работы;

-       для III категории работ через 1,5 - 2 часа от начала рабочей смены и через 1,5 - 2 часа после обеденного перерыва продолжительностью 20 минут каждый или продолжительностью 15 минут через каждый час работы. При 12-часовой рабочей смене и работе с ПК регламентированные перерывы устанавливаются в первые 8 часов работы аналогично перерывам при 8-часовой рабочей смене, а в течение последних 4 часов работы, независимо от категории и вида работ, каждый час продолжительностью 15 минут.

При работе с ПК в ночную смену (с 22.00 до 6.00) независимо от категории и вида трудовой деятельности суммарная продолжительность регламентированных перерывов увеличивается на 60 минут.

Продолжительность непрерывной работы с ПК без регламентированного перерыва не должна превышать 2 часов.

Во время регламентированных перерывов для снижения нервно-эмоционального напряжения, утомления зрительного анализатора, улучшения функционального состояния нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной систем, а также мышц плечевого пояса, рук, спины, шеи и ног целесообразно выполнять комплексы упражнений. Работникам с высоким уровнем напряженности труда во время регламентированных перерывов и в конце рабочего дня показана психологическая разгрузка в специально оборудованных комнатах психологической разгрузки.

С целью уменьшения отрицательного влияния монотонности необходимо применять чередование операций.

При работе с текстовой информацией следует отдавать предпочтение физиологически наиболее оптимальному режиму представления черных символов на белом фоне.

Не следует оставлять оборудование включенным без наблюдения. При необходимости прекращения на некоторое время работы корректно закрываются все активные задачи и оборудование выключается.

При работе с ПК не разрешается: при включенном питании прикасаться к панелям с разъемами оборудования, разъемам питающих и соединительных кабелей, экрану монитора; загромождать верхние панели оборудования, рабочее место бумагами, посторонними предметами; производить переключения, отключение питания во время выполнения активной задачи; допускать попадание влаги на поверхность оборудования; включать сильно охлажденное (принесенное с улицы в зимнее время) оборудование; производить самостоятельно вскрытие и ремонт оборудования; вытирать пыль на включенном оборудовании; допускать нахождение вблизи оборудования посторонних лиц [5.15].

5.2.3 Требования безопасности в аварийных ситуациях

В аварийных (экстремальных) ситуациях необходимо:

при повреждении оборудования, кабелей, проводов, неисправности заземления, появлении запаха гари, возникновении необычного шума и других неисправностях немедленно отключить электропитание оборудования и сообщить о случившемся непосредственному руководителю и лицу, осуществляющему техническое обслуживание оборудования;

в случае сбоя в работе оборудования ПК или программного обеспечения вызвать специалиста организации, осуществляющего техническое обслуживание данного оборудования, для устранения неполадок;

при возгорании электропроводки, оборудования и тому подобных происшествиях отключить электропитание и принять меры по тушению пожара с помощью имеющихся первичных средств пожаротушения, сообщить о происшедшем непосредственному руководителю. Применение воды и пенных огнетушителей для тушения находящегося под напряжением электрооборудования недопустимо. Для этих целей используются углекислотные огнетушители;

в случае внезапного ухудшения здоровья (усиления сердцебиения, появления головной боли и других) прекратить работу, выключить оборудование, сообщить об этом руководителю и при необходимости обратиться к врачу.

При несчастном случае на производстве необходимо: быстро принять меры по предотвращению воздействия на потерпевшего травмирующих факторов, оказанию потерпевшему первой помощи, вызову на место происшествия медицинских работников или доставке потерпевшего в организацию здравоохранения; сообщить о происшествии руководителю [5.15].

5.2.4 Требования безопасности по окончании работы

По окончании работы работник обязан: корректно закрыть все активные задачи; при наличии дискеты в дисководе извлечь ее; выключить питание системного блока; выключить питание всех периферийных устройств; отключить блок бесперебойного питания; отключить стабилизатор напряжения (если он используется); отключить питающий кабель от сети; осмотреть и привести в порядок рабочее место; о неисправностях оборудования и других замечаниях по работе с ПК сообщить непосредственному руководителю или лицам, осуществляющим техническое обслуживание оборудования; при необходимости вымыть с мылом руки.

5.3 Электробезопасность

Электробезопасность обеспечивается следующими мерами:

-   конструкцией электроустановки;

-       техническими способами и средствами защиты;

-       организационными и техническими мероприятиями.

Конструкция электроустановки должна соответствовать условиям её эксплуатации, обеспечивать защиту от попадания внутрь посторонних тел и воды. Способы и средства защиты указываются в нормативно-технической документации на электроустановку.

Техническими способами и средствами защиты от поражения электрическим током являются: защитное заземление, зануление, выравнивание потенциалов, малое напряжение [5.12]. Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Назначение защитного заземления - устранение опасности поражения работающего электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования. Зануление - преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Назначение зануления - устранение опасности поражения работающего электрическим током при пробое на корпус - решается путём автоматического отключения от сети повреждённой установки [5.12]. Организационные и технические мероприятия по электробезопасности состоят в проведении вводного инструктажа по охране труда.

Техническими способами и средствами защиты от повышенного уровня статического электричества является защитное заземление. Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей.

5.4 Пожарная безопасность

Пожарная безопасность - это состояние объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения используются необходимые меры по устранению негативного влияния опасных факторов пожара на людей, сооружения и материальные ценности. Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты. Пожарная профилактика включает комплекс мероприятий, направленных на предупреждение пожара или уменьшение его последствий. Активная пожарная защита - меры, обеспечивающие успешную борьбу с пожарами или взрывоопасной ситуацией.

Пожар - это горение вне специального очага, которое не контролируется и может привести к массовому поражению и гибели людей, а также к нанесению экологического, материального и другого вреда.

Горение - это химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением теплоты и света. Для возникновения горения требуется наличие трёх факторов: горючего вещества, окислителя и источника загорания. Окислителями могут быть кислород, хлор, фтор, бром, йод, окиси азота и другие. Кроме того, необходимо, чтобы горючее вещество было нагрето до определенной температуры и находилось в определенном количественном соотношении с окислителем, а источник загорания имел определенную энергию. Наибольшая скорость горения наблюдается в чистом кислороде. Горение при достаточной и чрезмерной концентрации окислителя называется полным, а при его нехватке - неполным[5.17].

К наиболее вероятным источникам и причинам возгорания, которые могут возникнуть на рабочем месте, где будет эксплуатироваться разработанная программа, можно отнести неисправности электрооборудования, нарушения техники безопасности. К мерам предупреждения перегрузок и коротких замыканий в электрических проводках относятся применение плавких предохранителей и специальных автоматов, а также правильный монтаж электрических цепей.

В целях обеспечения безопасности обслуживающего персонала и обеспечения устранения ситуаций, угрожающих здоровью либо жизни людей в помещении, где осуществляется эксплуатация разработанной библиотеки классов, должно быть предусмотрено наличие средств пожаротушения. Для обеспечения быстрого и своевременного тушения очага пожара, внутри рабочего помещения должен находится огнетушитель. Огнетушители относятся к первичным средствам тушения пожара. Для тушения пожаров в электроустановках под напряжением наиболее эффективны углекислотные, порошковые огнетушители. В данном случае целесообразно использовать огнетушители марок ОУ-5, ОУ-8, ЧП-8М, которые применяются для тушения неинтенсивных очагов пожара, а также ящиков с песком и лопатой [5.19].

Огнетушители необходимо располагать так, чтобы они были защищены от воздействия прямых солнечных лучей, тепловых потоков, механических воздействий. Они должны быть хорошо видны и легко доступны в случае пожара. Необходимо располагать на видном месте на высоте от 2 до 2,5 м. от уровня пола.

Оповещение людей о пожаре должно осуществляться во все помещения здания с постоянным или временным пребыванием людей путём подачи звуковых сигналов, трансляцией речевой информации о необходимости эвакуации и других действиях, направленных на обеспечение безопасности. Двери на путях эвакуации должны открываться по направлению выхода из здания. Покинуть здание, в котором происходит пожар, необходимо через эвакуационный выход. Выходы являются эвакуационными, если они ведут из помещений первого этажа - наружу непосредственно, через коридор, вестибюль (фойе), коридор и вестибюль, коридор и лестничную клетку.

При возникновении пожара, люди должны покинуть здание за минимально короткое время, согласно плану эвакуации. План эвакуации должен висеть в холле(коридоре) в легко-доступном месте. План эвакуации утверждается инженером по технике безопасности или ответственным лицом за технику безопасности. На плане эвакуации должны быть указаны пути эвакуации (зелёными стрелками), а также размещение огнетушителей, телефонов, эвакуационных выходов[5.1].

6. Защита населения и хозяйственных объектов в чрезвычайных ситуациях

Чрезвычайная ситуация - обстановка, сложившаяся на данной территории (на объекте, у человека), в результате возникновения источника ЧС, который может повлечь или повлек за собой человеческие жертвы, нанести ущерб здоровью людей и (или) окружающей природной среде, вызвать значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей. ЧС как правило, сопровождаются разрушениями, которые в пространстве имеют зоны полных, сильных, средних и слабых разрушений.

6.1 Виды чрезвычайных ситуаций

Чрезвычайные ситуации мирного времени по происхождению делятся на природные, техногенные и биолого-социальные.

К чрезвычайным ситуациям техногенного характера относятся:

-   аварии на химически опасных объектах с выбросом или утечкой в окружающую среду сильнодействующих ядовитых веществ, способные повлечь за собой групповые поражения людей;

-       столкновение или сход с рельсов железнодорожных составов, которое может вызвать групповые поражения людей, значительные разрушения железнодорожных путей или разрушение сооружений на прилегающей территории;

-       авария на радиоактивно опасном объекте с выбросом или утечкой в окружающею среду радиоактивных веществ, способная повлечь за собой групповые поражения и лучевую болезнь людей;

-       аварии на водных коммуникациях, которые могут вызвать значительное число человеческих жертв, загрязнение ядовитыми веществами водоемов и прибрежных территорий;

-       аварии на трубопроводах, в результате которых может произойти массовый выброс транспортируемых веществ и загрязнение окружающей среды в непосредственной близости от населенных пунктов;

-       пожары, возникшие в результате взрывов на пожароопасных объектах.

-       наводнения, образующиеся вследствие обильных осадков, дождей, интенсивного таяния снегов, образования заторов и зажоров льда;

-       ураганы, представляющие собой чрезвычайно быстрое и сильное, нередко большой разрушительной силы и значительной продолжительности движение воздуха;

Чрезвычайные ситуации экологического характера могут возникнуть в результате загрязнения окружающей среды.

Чрезвычайные ситуации биологического характера могут возникнуть в связи с массовыми инфекционными заболеваниями людей, сельскохозяйственных и диких животных, поражениями растений болезнями и вредителями.

6.2 Порядок оповещения населения о чрезвычайных ситуациях

При возникновении крупных производственных ЧС производится оповещение населения включением электросирен на всей территории города и по городской радиосети: на улицах и по домашним радиоточкам. На данный момент существует три основных сигнала оповещения, которые сопровождаются гулом электросирен и голосовым сообщением, в котором кратко излагаются сущность случившейся чрезвычайной ситуации и порядок дальнейших действий, направленных на защиту населения. Существуют следующие сигналы оповещения:

-   "Внимание Всем!";

-       "Воздушная Тревога!";

-       "Отбой!".

После оповещения производится эвакуация и рассредоточение населения, т.е. организованный вывоз из города и размещение в загородной зоне свободной от рабочей смены рабочих, объектов продолжающих работу. Эвакуация - организованный вывоз или вывод из городов и других населенных пунктов и размещение населения в безопасной зоне. В отличие от рассредоточения эвакуированные постоянно проживают в указанной зоне до особого распоряжения.

Оповещение и информирование населения об угрозе или возникновении чрезвычайных ситуаций возлагается на структурные подразделения администрации области, органы местного самоуправления, администрацию предприятий, учреждений, организаций независимо от их организационно-правовых форм, использующих систему централизованного оповещения, радиотрансляционную сеть и телевизионное вещание, ведомственные сети связи, локальные системы оповещения потенциально опасных объектов.

При возникновении чрезвычайных ситуаций на потенциально опасных объектах, ответственность за организацию оповещения рабочих и служащих этих объектов, рабочих и служащих других предприятий, учреждений, организаций независимо от их организационно-правовых форм и населения, органов управления по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям, на территории которых действуют потенциально опасные объекты, возлагается на руководителей, в ведении которых находятся потенциально опасные объекты.

6.3 Способы защиты пользователей данного программного продукта в чрезвычайных ситуациях

В случае аварии, сопровождающейся выбросом отравляющих веществ, штабом гражданской обороны города производится оповещение населения об опасности заражения.

Необходимо выделить три основных способа защиты:

-   эвакуация;

-       укрытие в защитных сооружениях;

-       использование индивидуальных средств защиты.

В случае выброса в атмосферу аммиака в качестве средств индивидуальной защиты необходимо применять респиратор РПГ - 67 КД, а также по возможности защитный костюм, резиновые сапоги, перчатки. При воздействии на человека аммиака необходимо вывести пострадавшего на свежий воздух, обеспечить ему тепло и покой, дать ему увлажненный кислород, кожу и глаза промыть водой или двухпроцентным раствором борной кислоты. Пораженного госпитализировать.

В случае отравления хлором необходимо срочно надеть на пострадавшего противогаз и вывести его из зараженной зоны на свежий воздух, где противогаз необходимо снять. Дать понюхать нашатырный спирт. Затем промыть глаза и прополоскать нос и рот двухпроцентным раствором питьевой соды. Дать выпить пострадавшему стакан теплого молока с содой. При затруднении дыхания дать кислород и эвакуировать в больницу.

При обнаружении признаков применения отравляющих веществ (по сигналу «Химическая тревога») надо срочно надеть противогаз, а в случае необходимости и средства защиты кожи; если поблизости есть убежище - укрыться в нем. На зараженной отравляющими веществами территории надо двигаться быстро, но не бежать и не поднимать пыль. Нельзя прислоняться к зданиям и прикасаться к окружающим предметам. Не следует наступать на видимые капли и мазки отравляющих веществ. Перед тем как войти в убежище следует снять использованные средства защиты кожи и верхнюю одежду и оставить их в тамбуре убежища; эта мера предосторожности исключает занос отравляющих веществ в убежище. Противогаз снимается после входа в убежище.

Выходить из очага химического поражения нужно по направлениям, обозначенным специальными указателями или указанным постами гражданской обороны (ГО) (милиции). После выхода из очага химического поражения как можно скорее проводится полная санитарная обработка. Если это невозможно сделать быстро, проводится частичная дегазация и санитарная обработка.

В случае радиоактивного заражения для защиты органов дыхания необходимо использовать респираторы «Лепесток», Р-2, ватно-марлевые повязки, противопыльные тканевые маски ПТМ-1, а также гражданские противогазы ГП-5. Индивидуальный подбор размера противогаза должен соответствовать антропометрическим характеристикам головы. Для защиты кожных покровов от действия радиации требуется надеть специальную защитную одежду (легкий защитный комбинезон и защитную фильтрующую одежда) или использовать подручные средства защиты кожи (накидки и плащи из прорезиненной ткани или синтетических пленок). Они обеспечивают полную защиту кожи от воздействия альфа частиц и ослабляют световое излучение ядерного взрыва. Для оказания помощи при ранениях и ожогах, а также для предупреждения и ослабления воздействия сильнодействующих ядовитых веществ, отравляющих веществ, биологических средств и ионизирующих излучений предназначена медаптечка. Для обезвреживания капельно-жидких отравляющих веществ, попавших на тело и одежду, применяется индивидуальный противохимический пакет.

Под средства коллективной защиты могут быть приспособлены транспортные туннели, гаражи, подвалы. Для защиты людей кроме стационарных используются убежища и укрытия, возводимые в короткие сроки из готовых конструкций. Современные убежища - это сложные в техническом отношении сооружения, оборудованные различными инженерными системами и измерительными приборами, которые должны обеспечивать требуемые нормативные условия жизнеобитания людей в течение расчетного времени. Стены, перекрытия, двери, ставни, ворота, клапаны на вентиляционных, выхлопных и других отверстиях защищают от воздействия проникающей радиации, светового излучения и высоких температур.

Для защиты от СДЯВ, биологических средств и радиационной пыли убежища герметизируют и оснащают фильтро-вентиляционным оборудованием. Для обеспечения длительного пребывания людей убежища должны иметь надежное электропитание, санитарно-технические системы, радио и телефонную связь, а также запасы воды и продовольствия. Самым простым средством защиты от современных средств поражения являются простейшие укрытия. Они ослабляют воздействие ударной волны и радиоактивного излучения, защищают от светового излучения, предохраняют от непосредственного попадания на одежду и кожу радиоактивных, отравляющих веществ и бактериальных средств.

При пользовании укрытием (подвалом, перекрытой щелью) не следует забывать, что оно может служить защитой от попадания на кожные покровы и одежду капельножидких отравляющих веществ, но не защищает от паров или аэрозолей отравляющих веществ, находящихся в воздухе. При нахождении в таких укрытиях в условиях наружного заражения обязательно надо пользоваться противогазом.

6.4 Эвакуация населения

Сущность эвакуации состоит в перемещении людей и материальных ценностей, включая запасы продовольствия, в безопасный район (загородную зону) из районов чрезвычайной ситуации. Планируется эвакуация в безопасный населенный пункт. Эвакуация рабочих и служащих и членов их семей организуется по производственному принципу - по месту работы (проводится соответствующими предприятиями, учреждениями, организациями), а эвакуация остального населения - по территориальному принципу, то есть по месту жительства (проводится домоуправлениями, жилищно-эксплуатационными службами, дирекциями эксплуатации зданий). Дети обычно эвакуируются вместе с обеспечением питания и водоснабжения населения. Приготовление и прием пищи должны исключать возможность ее заражения бактериальными средствами; различные виды посуды, применяемые при приготовлении и употреблении пищи, необходимо мыть дезинфицирующими растворами или обрабатывать кипячением.

Для проведения эвакуации используются разные виды транспорта. Вывоз эвакуируемого населения планируется обычно с использованием автобусов и приспособленных для перевозки людей грузовых автомобилей. Часть населения может выводиться пешим порядком по дорогам, не занятым перевозками, или по обозначенным маршрутам и колонным путям.

Эксплуатация разработанного программного обеспечения обуславливает наличие ПЭВМ и другого электрооборудования, неисправность работы которых может привести к возникновению пожара. В случае обнаружения пожара или загорания, обнаруживший обязан:

-   немедленно сообщить об этом в пожарную охрану;

-       приступить к тушению очага пожара имеющимися средствами пожаротушения (огнетушитель);

-       при необходимости вызвать медицинскую и другие службы;

-       организовать по возможности отключение электроэнергии.

При спасении пострадавших из горящих зданий и тушении пожара необходимо:

-   прежде, чем войти в горящее помещение, накрыться с головой мокрым покрывалом, пальто, плащом;

-       дверь в задымленное помещение открывать осторожно, чтобы избежать вспышки пламени от быстрого притока свежего воздуха;

-       для защиты от угарного газа дышать через увлажнённую ткань;

-       если загорелась одежда, лечь на землю и, перекатываясь, сбить пламя;

-       не бежать;

-       если горит электропроводка, сначала вывернуть пробки или выключить рубильник, а потом приступить к тушению.

При тушении пожаров необходимо действовать огнегасящими средствами, но не на пламя, а на горящую поверхность, стараясь остановить его распространение. Через сильно задымленное помещение, в случае возникновения пожара, лучше двигаться ползком или пригнувшись.

Заключение

В результате дипломного проектирование по теме «Исследование возможности реализации бинарного приёма ШПС сигнала» решены следующие задачи и получены результаты:

1   Выполнено исследование функционирования приёмников ШПС сигнала;

2        Осуществлен анализ методов решения задач по построению ШПС приёмников, в качестве наиболее приемлемых для решения задач дипломного проектирования выбраны экспериментальные методы;

         Произведен анализ структурных и функциональных особенностей приёмников ШПС сигнала, а также возможностей их математического моделирования;

         Разработана математическая модель. Данная модель позволяет анализировать и комплексно обрабатывать статистическую информацию. При создании модели использовалась среда разработки приложений Simulink 5.0. Для функционирования разработанного программного приложения требуется персональный компьютер с процессором класса Pentium или выше с установленной операционной системой Windows XP или более новой. Рекомендуемый объем оперативной памяти 128 Мбайт и 2 Гбайт памяти на жестком диске;

         С использованием разработанного программного обеспечения выполнен весь комплекс работ по иследованию возможности реализации бинарного приёма ШПС сигнала;

         Рассчитана сметная стоимость разработанного программного продукта, рассмотрены вопросы охраны труда и техники безопасности.

Разработанное программное обеспечение в комплекте с исходными текстами программ принято в эксплуатацию кафедрой радиотехники ПГУ. Программный продукт обладает достаточной универсальностью и рекомендуется к использованию в системах проектирования и анализа. При необходимости исходные тексты программ могут быть легко доработаны до совместимости с другими форматами представления исходной статистики.

Литература

1.1 Прокис Дж. Цифровая связь. - М., Радио и Связь, 2000г.

.2 Феер К. Беспроводная цифровая связь. Методы модуляции и расширения спектра. - М., Радио и Связь, 2000г.

.3 И.В. Черных. "Simulink: Инструмент моделирования динамических систем"

.4 www.3g.net

.5 Дымов Ф.О. «Системы связи с ШПС», 1986г.

.1 www.altera.com

.2 www.maxplus.net

.3 www.mathworld.com

.1 Закон Республики Беларусь от 31.12.2005 № 81-З «О бюджете Республики Беларусь на 2006 год».

.1 Кодекс законов о труде Республики Беларусь.

.2 Постановление совета министров республики беларусь 16 августа 2005 г. № 905 о республиканской целевой программе по улучшению условий и охраны труда на 2006-2010 годы

.3 Семич В.П., Семич А.В., Охрана труда при работе на персональных электронно-вычислительных машинах и другой офисной технике, Мн. 2001.

.4 ГОСТ 12.0.003.ССБТ “Опасные и вредные производственные факторы. Классификация”.

.5 СанПиН 9-131 РБ 2000 Гигиенические требования к видеодисплейным терминалам, электронно-вычислительным машинам и организации работы.

.6 СНиП 2.04.05-91 .Отопление, вентиляция и кондиционирование.

.7 Постановление министерства труда и социальной защиты республики Беларусь 3 июня 2003 г. № 70 об утверждении межотраслевых общих правил по охране труда

.8 Постановление министерства труда и социальной защиты республики Беларусь 30 ноября 2004 г. N 138 “об утверждении межотраслевой типовой инструкции по охране труда при работе с персональными компьютерами”

.9 ВСН 601-84 Ведомственные нормы допустимого шума на предприятиях связи

.1 СНиП 11.4-79 Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования

.2 ВСН 45.122-77 Инструкция по проектированию искусственного освещения на предприятиях связи

.3 Михнюк Т.Ф. Безопасность жизнедеятельности. Минск. Дизайн ПРО. 1998

.4 ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

.5 ГОСТ 12.2047-78. Огнетушители. Виды. Параметры. Применение.

.6 Приложение 1 к "Общим правилам пожарной безопасности Республики Беларусь для общественных зданий и сооружений. ППБ 1.04-2002"