Разработка и исследование принципов и методики построения информационно-телекоммуникационных (стр. 2 из 4)
Другой работой, заслуживающей внимания, является диссертация Жолобова Д.А. «Автоматизированная информационная система технико-экономического учета линейных сооружений связи». И хотя в самом названии не фигурирует привязка к геоинформационным технологиям, однако в работе представлен метод использования геоинформационных систем, функциональность которых подразумевает использование больших объемов графических, векторных массивов данных, а также атрибутивной информацией.
На основании анализа достижений в области управления телекоммуникационными сетями была поставлена задача разработки методики, позволяющей упростить построение информационно-телекоммуникационной системы на базе геоинформационных технологий. При этом разрабатываемая система должна учитывать особенности различных типов телекоммуникационных предприятий.
Вторая глава.
Во второй главе обосновано использование ГИС-технологий в телекоммуникационной сфере, как инструмента, обладающего высокой гибкостью, не присущей никакой другой архитектуре управления гетерогенными данными. Причиной большой популярности ГИС в данной области являются стремительные темпы модернизации используемых в сфере телекоммуникаций технологий, а также развитие самой системы связи. Рассмотрена общая структура и принципы построения телекоммуникационной сети.
Предложена классификация прикладных задач, решаемых в телекоммуникационной сфере при помощи инструментов ГИС (Рисунок 1).
Рис.1. Классификация прикладных задач, решаемых в телекоммуникационной сфере при помощи ГИС-технологий
1. Стратегическое планирование, анализ спроса и прогноз развития рынка телекоммуникационных сетей.
В рамках решения данной задачи необходимо провести подробный анализ расположения потенциальных клиентских баз будущей сети, оценить спрос на предлагаемые услуги и сделать прогноз на перспективы дальнейшего развития. При этом анализ базируется на следующих пространственных данных:
o информация о жилых массивах и административных зданиях;
o виды и количество транспорта, месторасположение вокзалов и аэропортов;
o планируемые застройки;
o группы населения;
o собственники земельных участков и т.д.
Использование цифровой картографической основы с тематическими слоями и сопутствующей информацией, хранящейся в базе данных, с удобным доступом к ней, при планировании существенно снижает издержки при разработки сетей связи.
2. Проектирование телекоммуникационной сети.
Следующим этапом на пути создания функционирующей телекоммуникационной сети является инженерное проектирование. В случае с мобильной связью - это предполагаемое местоположение для антенн и ретрансляторов. В случае с фиксированной связью - определение оптимального маршрута прокладки кабеля, а также точек коммутации. При этом учитываются:
o объекты местности и их размещение;
o тип растительности и грунта;
o неровности рельефа;
o расположение улиц, шоссейных и железных дорог, различных подземных коммуникаций и т.д.
3. Инвентаризация объектов, ведение технической документации.
В огромных сетях межрегиональных операторов связи довольно часто возникает задача о консолидации и отслеживании оборудования, на котором строится сеть. Помимо информации о самих устройствах, используемых на сети, хранится техническая документация, различные планы размещения, мануалы, в том числе, и в графической форме. Также в данной базе данных содержится информация об истории работы устройств, возникающих в процессе эксплуатации ошибках работы устройств, поломках, а также опыте по их починке.
4. Обслуживание клиентов.
Эта задача в свою очередь может быть разбита на ряд подзадач, в решении которых необходимо применение ГИС:
o анализ работы сети и качества обслуживания ее клиентов;
o оперативное диспетчерское управление в нормальном режиме эксплуатации;
o обеспечение взаимодействия с другими телекоммуникационными сетями;
o обеспечение взаимодействия с территориальными службами и органами управления и надзору, (земельным кадастром, органами охраны окружающей среды, архитектурно-планировочными управлениями и т.д.);
o анализ соответствия границ обслуживаемой области и приходящейся на нее рабочей нагрузки, переопределение областей;
o прогнозирование;
o обеспечение дополнительных услуг с использованием средств связи;
o прогнозирование спроса на услуги для дальнейшего развития сети.
o организация обслуживания клиентов сети и расчетов за предоставляемые услуги.
5. Мониторинг состояния сетей и предотвращение аварийных ситуаций. При эксплуатации сети требуется оптимизировать поездки и перевозки, маршрутизацию служебного транспорта. Необходимо обеспечить своевременное проведение профилактических и ремонтных работ, оперативное реагирование на аварии и чрезвычайные ситуации.
Решение задач, перечисленных в классификации, осуществляется при помощи создания математических моделей сетей и оптимизации показателей эффективности на этих моделей.
В случае моделирования беспроводных сетей обслуживаемая территория представляет собой поверхность S, на которой расположено N источников сигнала Qi (ИС): базовых сотовых станций, Wi-Fi, WiMAX антенн, антенн радио- теле- вещания.
Параметрами i-той ИС является излучаемая мощность
, высота подвеса антенны hi, координаты размещения (xi,yi), где i=1,N. Зона покрытия i-ого ИС Si является функцией этих параметров и представляет собой территорию, в пределах которой уровень сигнала не ниже заданного.В таком случае исходная телеокммуникационная сеть А (1) может быть представлена в виде множества источников сигнала Qi
(1)и характеризуется техническим показателем эффективности ЭА (2), который зависит от параметров ИС и является функцией нескольких переменных
ЭА =f (N, fi,Pi,hi,xi,yi), i=1,N, (2)
где fi – частота ИС Qi;
Pi – излучаемая мощность ИС Qi;
hi – высота подвеса ИС Qi;
xi – широта ИС Qi;
yi- долгота ИС Qi.
Задача территориального планирования может быть сформулирована следующим образом: найти такую телекоммуникационную сеть A’, т.е. такой набор параметров N,fi,Pi,hi,xi,yi, который бы обладал наилучшим значением показателя эффективности ЭА, при имеющихся ограничениях:
, (3)
при fmin<fi<fmax; Pi<Pmax,hi<hmax; ,(xi,yi)єS; i=1,N .
В задаче оптимального размещения фиксированного числа ИС – N=const, каждый источник сигнала Qi имеет свою зону покрытия 
. При этом показатель эффективности сети А, соответствует коэффициенту покрытия
, где i=1,N . (4)
При заданных Pi,hi, путем изменения показателей xi,yi подбирается наиболее рациональная сеть, которая имеет максимальное значение коэффициента покрытия Kopt области S
. (5)
В случае моделирования кабельных сетей обслуживаемая территория представляется в виде поверхности S, разбитой на области Si,
Ø, если 
, и 
. Плоскость S взвешена, т.е. для каждой области Si поставлен в соответствие коэффициент ki > 0, учитывающий стоимость прокладки единицы длины линии связи внутри данной области Ui и стоимость единицы длинны самой линии связи. Тогда стоимость соединения точек Ai и Aj определяется как сумма геометрических длин линий, проходящих через области Ui взвешенные коэффициентами ki > 0 
(6)
где
и 
- точки входа и выхода из области Ui соответственно;M – количество областей, пересекаемых j-тым путем;
j – номер прокладываемого пути;
- длина пути между 
и 
.Задача территориального планирования может быть сформулирована следующим образом: необходимо минимизировать стоимость соединений узлов проводной телекоммуникационной сети Qij (Ai , Aj ) путем выбора оптимальных последовательностей проходимых путями областей Ui и расчета точек
и 
входа в эти области Ui и выхода из них.