Global Informatics

- Информатика и вычислительная техника

Оптимизация структуры сетей связи

Сеть электросвязи можно отвести к тем большим системам, для которых пока ещё не удалось дать корректное математическое описание во всем многообразии ее параметров и критериев. Поэтому особую важность приобретает освоение навыков моделирования структуры сети, отвечающей тем или иным требованиям, выдвигаемым в конкретных условиях. Например, при проектировании зоновых сетей связи в районах Крайнего Севера, вечной мерзлоты основным становится требование обеспечения минимальных земляных работ, так как затраты на этот вид работ определяют общие капитальные затраты на создание сети. Учет этих требований приводит к созданию модели структуры сети, которая имеет минимальную суммарную протяженность всех ветвей.

В другом случае основным может быть требование минимального расхода кабеля для строительства сети. Модель структуры сети, отвечающая поставленному условию, будет соответствовать сети связи, имеющей минимальную суммарную протяженность каналов.

В общем же случае следует стремиться создать сеть такой структуры, которая удовлетворяла бы потребности в связи при минимальных затратах на ее создание и эксплуатацию. Выбор наилучшего из всего множества вариантов схем сети представляет весьма трудоемкую задачу. Это объясняется тем, что количество различных структур сети при числе станций N может быть оценено как 2N!/(N-2)!2. Так, например, при числе станций N = 10 выбирать пришлось бы из более чем 1 000 000 различных структур сети.

Целью работы является освоение методики и алгоритмов построения сетей связи с:

) минимальной протяженностью ветвей (МПВ);

) минимальной протяженностью связей (МПС);

) минимальными капитальными затратами (МКЗ).

Подготовка к работе

. Ознакомиться с методическими пояснениями к работе, алгоритмами вычислений, рекомендуемой литературой.

. Подготовить индивидуальные исходные данные, используемые при расчете на ЭВМ.

. Определить максимальное nmax и минимальное nmin число магистралей.

. Начертить блок-схемы и уметь объяснить алгоритмы построения сети с МПВ, МПС, МКЗ.

Порядок выполнения задания

. Определить структуру сети с МПВ (т.е. соединение каких станций обеспечит выполнение заданного условия).

. Рассчитать суммарную протяженность ветвей сети с МПВ.

. Рассчитать суммарную протяженность ветвей сети с МПВ при заданном их числе.

. Рассчитать суммарную протяженность ветвей сети при соединении станций по принципу «каждая с каждой».

. Рассчитать суммарную протяженность связей сети, обладающей МПС.

. Рассчитать суммарную протяженность связей сети, обладающей МПС при заданном числе ветвей сети n=nmax-R.

. Определить структуру сети с МКЗ (т.е. соединение каких станций сети обеспечит заданное условие). Рассчитать сумму капитальных затрат на создание такой сети.

. Рассчитать суммарные капитальные затраты на сеть связи, станции которой соединены по принципу «каждая c каждой».

. Рассчитать суммарные капитальные затраты на сеть связи с МКЗ при заданном числе ветвей сети n=nmax-R.

Результаты работы

. Начертить модели структур сети с МПВ, МПС, МКЗ. Модели структур вычерчиваются без учета масштаба расстояний между станциями на сети.

. Построить графики зависимостей;

суммарной протяженности ветвей сети от числа ветвей (n);

суммарной протяженности связей от n,

суммы капитальных затрат на сеть от числа ветвей сети n.

. На основании сравнения полученных структур сети и построенных зависимостей сделать выводы о соответствии полученных структур сетей со структурами, имеющими МПВ, МПС и МКЗ.

Подготовка исходных данных

Номер по журналу M=4, число станций сети N=8.

Из таблицы приложения 1 выписываем матрицу связности L. Матрица симметричная, поэтому можно работать только с верхней половиной матрицы. Элементы матрицы представляют собой протяженности ветвей между парами узлов (станций).

 

0

114

24

34

44

54

64

74

 

0

0

15

125

35

45

55

65

 

0

0

0

116

26

36

46

56

L =

0

0

0

0

17

127

37

47

 

0

0

0

0

0

118

28

38

 

0

0

0

0

0

0

19

129

 

0

0

0

0

0

0

0

120

 

0

0

0

0

0

0

0

0

Из таблицы приложения 2 составляем матрицу νij :

 

80

110

210

180

60

130

200

810

 

170

890

280

120

420

450

360

190

 

30

80

150

90

140

80

50

130

||vij|| =

400

120

240

800

70

130

100

440

 

100

80

220

830

60

180

120

480

 

40

150

210

80

130

820

480

500

 

80

100

180

320

500

130

420

40

 

610

30

520

200

140

540

40

380

Матрица емкости сети V получается из матрицы νij сложением числа каналов νij +νji, то есть чисел симметричных относительно главной диагонали матрицы:

 

0

280

240

580

160

170

280

1420

 

0

0

360

240

500

600

460

220

 

0

0

0

330

360

290

230

650

V=

0

0

0

0

900

210

420

640

 

0

0

0

0

0

310

620

620

 

0

0

0

0

0

0

610

1040

 

0

0

0

0

0

0

0

80

 

0

0

0

0

0

0

0

0

Из таблицы приложения 3 и на основании матрицы V получаем матрицу капитальных затрат:

 

0

20

25

20

25

25

20

15

   

0

20

25

20

20

20

25

     

0

20

20

20

25

18

 

Статья в тему

Цикловая дискретная система автоматического управления
В течение длительного времени в различных отраслях производства сосуществовали, почти не смешиваясь и не влияя друг на друга, два разнородных вида производства. Первый вид - это высокоавтоматизированное и высокоэффективное массовое производство, которое базируется на высокопроизвод ...

Главные разделы


www.globalinformatics.ru © 2018 - Все права защищены!